Định vị sự cố trên đường dây tải điện không đồng nhất dựa theo tín hiệu đo lường đồng bộ hai đầu

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - Nguyễn Văn Hưng ĐỊNH VỊ SỰ CỐ TRÊN ĐƯỜNG DÂY TẢI ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG NHẤT DỰA THEO TÍN HIỆU ĐO LƯỜNG ĐỒNG BỘ HAI ĐẦU LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Chuyên ngành: Kỹ thuật điện - Hệ thống điện Hà Nội - 2014 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - Nguyễn Văn Hưng ĐỊNH VỊ SỰ CỐ TRÊN ĐƯỜNG DÂY TẢI ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG NHẤT DỰA THEO TÍN HIỆU ĐO LƯỜNG ĐỒNG BỘ HAI ĐẦU LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Chuyên ngành: Kỹ thuật điện - Hệ thống điện NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC TS Nguyễn Xuân Tùng Hà Nội - 2014 Luận văn thạc sỹ kỹ thuật: Định vị cố đường dây không đồng MỤC LỤC Chương mục Trang LỜI CAM ĐOAN iii DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT iv DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ .v DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU vii MỞ ĐẦU viii CHƢƠNG TỔNG QUAN VỀ ĐỊNH VỊ SỰ CỐ TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN 1.1 Ý nghĩa việc định vị xác điểm cố đƣờng dây tải điện 1.2 Tổng quan phƣơng pháp định vị cố đƣờng dây truyền tải 1.2.1 Phƣơng pháp định vị cố dựa tín hiệu đo lƣờng từ phía 1.2.2 Phƣơng pháp định vị cố dựa tín hiệu đo lƣờng từ hai phía 1.2.3 Phƣơng pháp định vị cố dựa nguyên lý sóng lan truyền CHƢƠNG ĐỊNH VỊ ĐIỂM SỰ CỐ DỰA THEO TÍN HIỆU ĐO LƢỜNG TỪ MỘT PHÍA 12 2.1 Phƣơng pháp định vị cố dựa theo tín hiệu đo lƣờng từ phía 12 2.1.1 Nguyên lý làm việc 12 2.1.2 Các mạch vòng tính toán tổng trở 13 2.1.3 Các yếu tố ảnh hƣởng đến độ xác định vị cố theo phƣơng pháp dựa tín hiệu đo lƣờng từ phía 16 2.1.4 Tổng kết ƣu, nhƣợc điểm phƣơng pháp định vị cố dựa theo tín hiệu đo lƣờng từ phía 22 2.2 Nguyên lý định vị cố dựa theo tín hiệu đo lƣờng đồng từ hai đầu đƣờng dây 23 2.2.1 Nguyên lý làm việc 23 2.2.2 Vấn đề cần giải thuật toán 25 2.3 Đề xuất nội dung nghiên cứu luận văn 26 CHƢƠNG ĐỊNH VỊ SỰ CỐ ĐƢỜNG DÂY TẢI ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG NHẤT DỰA THEO TÍN HIỆU ĐO LƢỜNG ĐỒNG BỘ HAI ĐẦU 27 3.1 Mục tiêu nghiên cứu 27 i Luận văn thạc sỹ kỹ thuật: Định vị cố đường dây không đồng 3.2 3.3 3.4 3.5 Thuật toán xác định vị trí cố đƣờng dây không đồng [8] 27 Thuật toán xác định đoạn đƣờng dây bị cố 29 Thuật toán xác định vị trí cố 34 Định vị cố với trƣờng hợp ngắn mạch pha [3] 36 CHƢƠNG MÔ PHỎNG VÀ TÍNH TOÁN KIỂM CHỨNG 38 4.1 Công cụ mô tính toán 38 4.1.1 Công cụ sử dụng 38 4.1.2 Sơ đồ khối thuật toán .41 4.1.3 Thông số sơ đồ mô 42 4.1.4 Kịch mô 45 4.2 Kết mô tính toán 46 4.2.1 Kết tính toán với {Rf =  ; mức tải 20%} .46 4.2.2 Kết tính toán với {Rf =  ; mức tải 50%} .47 4.2.3 Kết tính toán với {Rf =  ; mức tải 100%} 49 4.2.4 Kết tính toán với {Rf =  ; mức tải 20%} .50 4.2.5 Kết tính toán với {Rf =  ; mức tải 50%} .52 4.2.6 Kết tính toán với {Rf =  ; mức tải 100%} 53 4.2.7 Kết tính toán với {Rf = 10  ; mức tải 20%} 55 4.2.8 Kết tính toán với {Rf = 10  ; mức tải 50%} 56 4.2.9 Kết tính toán với {Rf = 10  ; mức tải 100%} 58 CHƢƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT HƢỚNG NGHIÊN CỨU TRONG TƢƠNG LAI 62 5.1 Kết luận 62 5.2 Phƣơng hƣớng nghiên cứu tƣơng lai 63 TÀI LIỆU THAM KHẢO 64 PHỤ LỤC 65 Lập trình Matlab 65 ii Luận văn thạc sỹ kỹ thuật: Định vị cố đường dây không đồng LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận văn kết nghiên cứu riêng tôi, không chép Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chƣa đƣợc công bố công trình khác Nội dung luận văn có tham khảo sử dụng tài liệu, thông tin đƣợc đăng tải tác phẩm, tạp chí, báo trang web theo danh mục tài liệu tham khảo luận văn Tác giả Nguyễn Văn Hưng iii Luận văn thạc sỹ kỹ thuật: Định vị cố đường dây không đồng DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT DFRs (Digital Fault Recorders): Thiết bị ghi cố MC Máy cắt CT Máy biến dòng điện CVT Máy biến điện áp DCL Dao cách ly SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition) Hệ thống giám sát điều khiển thu nhận liệu GPS (Global Positioning System) Hệ thống định vị toàn cầu DC (Direct Curent) Dòng điện chiều TTK Thứ tự không TTT Thứ tự thuận TTN Thứ tự nghịch iv Luận văn thạc sỹ kỹ thuật: Định vị cố đường dây không đồng DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình Sơ đồ nguyên lý đƣờng dây bị cố với hai nguồn cấp Hình Sơ đồ thay đƣờng dây cố Hình Sơ đồ minh họa phƣơng pháp sử dụng sóng lan truyền xác định vị trí cố Hình Sự lan truyền phản xạ sóng dòng điện đƣờng dây Hình Minh họa nguyên lý bảo vệ khoảng cách Hình Đặc tính tác động MhO điểm làm việc rơle chế độ Hình Sơ đồ thay vòng lặp tính toán tổng trở cố pha - pha Hình Sơ đồ thay vòng lặp tính toán tổng trở cố pha - đất Hình Ảnh hƣởng điện trở cố cố chạm đất Hình 10 Ảnh hƣởng điện trở điểm cố đến tổng trở đo đƣợc Hình 11 Ảnh hƣởng tƣơng hỗ đƣờng dây song song Hình 12 Đƣờng dây song song toàn tuyến Hình 13 Đƣờng dây song song phần Hình 14 Ảnh hƣởng hệ số phân bố dòng điện đến làm việc bảo vệ Hình 15 Sơ đồ nguyên lý đƣờng dây bị cố với hai nguồn cấp Hình 16 Sơ đồ thay đƣờng dây cố Hình 17 Minh họa nguyên lý phƣơng pháp định vị cố Hình 18 Mô hình đƣờng dây truyền tải gồm loại đƣờng dây khác Hình 19 Sơ đồ thay thứ tự nghịch Hình 20 Sơ đồ thay thứ tự nghịch xảy cố F Hình 21 Phân bố điện áp thứ tự nghịch tính từ đầu A tới Hình 22 Phân bố điện áp thứ tự nghịch tính từ đầu D tới Hình 23 Phân bố điện áp TTN tính từ đầu A D tới nút đƣờng dây Hình 24 Điện áp tính tới từ phía lớn nhỏ tính từ phía lại với đoạn không cố Hình 25 So sánh điện áp TTN đoạn cố Hình 26 Mô hình rút gọn xác định đƣợc đoạn dây cố Hình 27 Mô hình tính toán với đƣờng dây bị cố Hình 28 Mô hình tính toán áp dụng đƣờng dây bị cố ba pha Hình 29 Giao diện Matlab Hình 30 Giao diện của sổ soạn thảo lệnh Hình 31 Lƣu đồ thuật toán đƣợc sử dụng Hình 32 Sơ đồ đƣờng dây 220 kV Nho Quan – Thanh Hóa Hình 33 Sơ đồ mô PSCAD Hình 34 Sơ đồ mô điểm lấy mẫu PSCAD v 12 13 15 15 17 19 20 21 21 21 24 24 27 28 28 29 30 31 32 32 33 34 35 37 40 41 42 42 44 45 Luận văn thạc sỹ kỹ thuật: Định vị cố đường dây không đồng Hình 35 Phân bố điện áp TTN tính từ đầu A D tới nút đƣờng dây với {Rf = ; mức tải 20%; khoảng cách cố cách nút B 15 km} Hình 36 Phân bố điện áp TTN tính từ đầu A D tới nút đƣờng dây với {Rf = ; mức tải 50%; khoảng cách cố cách nút B 15 km} Hình 37 Phân bố điện áp TTN tính từ đầu A D tới nút đƣờng dây với {Rf = ; mức tải 100%; khoảng cách cố cách nút B 15 km} Hình 38 Phân bố điện áp TTN tính từ đầu A D tới nút đƣờng dây với {Rf = ; mức tải 20%; khoảng cách cố cách nút B 15 km} Hình 39 Phân bố điện áp TTN tính từ đầu A D tới nút đƣờng dây với {Rf = ; mức tải 50%; khoảng cách cố cách nút B 15 km} Hình 40 Phân bố điện áp TTN tính từ đầu A D tới nút đƣờng dây với {Rf = ; mức tải 100%; khoảng cách cố cách nút B 15 km} Hình 41 Phân bố điện áp TTN tính từ đầu A D tới nút đƣờng dây với {Rf = 10 ; mức tải 20%; khoảng cách cố cách nút B 15 km} Hình 42 Phân bố điện áp TTN tính từ đầu A D tới nút đƣờng dây với {Rf = 10 ; mức tải 50%; khoảng cách cố cách nút B 15 km} Hình 43 Phân bố điện áp TTN tính từ đầu A D tới nút đƣờng dây với {Rf = 10 ; mức tải 100%; khoảng cách cố cách nút B 15 km} vi 47 48 50 51 53 54 56 57 59 Luận văn thạc sỹ kỹ thuật: Định vị cố đường dây không đồng DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng Bảng tổng hợp thống kê cố Bảng Tổng kết loại cố mạch vòng đo lƣờng tƣơng ứng 14 Bảng Thông số phần tử sử dụng mô 43 Bảng Kết tính toán với kịch mô khác 60 vii Luận văn thạc sỹ kỹ thuật: Định vị cố đường dây không đồng MỞ ĐẦU Lƣới điện truyền tải điện ngày đƣợc đầu tƣ phát triển nhằm đáp ứng nhu cầu điện phục vụ phát triển kinh tế xã hội đất nƣớc Trong trình vận hành, cố đƣờng dây xảy thời điểm nào, vị trí nhiều lý gây nên Các cố đòi hỏi phải đƣợc cô lập nhanh tốt để đảm bảo ổn định hệ thống hạn chế tác hại dòng ngắn mạch… Ở Việt Nam nay, xác định xác tọa độ, vị trí điểm cố công việc khó khăn, tốn nhiều công sức thời gian lực lƣợng quản lý vận hành đƣờng dây truyền tải điện Trong thông tin vị trí cố góp vai trò quan trọng quản lý vận hành sửa chữa lƣới truyền tải điện Việc xác định xác vị trí điểm cố giúp giảm bớt nhân công cần thiết để tìm điểm cố đƣờng dây trƣờng hợp cố kéo dài, giúp nhanh chóng thay thế, sửa chữa thiết bị bị hƣ hỏng nhanh chóng phục hồi cấp điện trở lại Có nhiều phƣơng pháp đƣợc sử dụng để xác định điểm cố, tùy theo đối tƣợng đƣờng dây truyền tải hay xuất tuyến lƣới phân phối đƣờng cáp Đối với đƣờng dây truyền tải, rơle bảo vệ khoảng cách công cụ vừa làm nhiệm vụ bảo vệ, phát cố vừa định vị vị trí điểm cố đƣờng dây Tuy nhiên rơle khoảng cách hoạt động dựa tín hiệu đo lƣờng đầu, kết định vị điểm cố thƣờng bị sai lệch bị ảnh hƣởng nhiều yếu tố Trong nhiều trƣờng hợp sai số lên tới hàng chục km điều gây khó khăn cho công tác khắc phục sau cố Phƣơng pháp định vị điểm cố dựa tín hiệu đo lƣờng thu thập đƣợc từ hai đầu đƣờng dây (là ghi cố rơle trang bị hai đầu) có đồng mặt thời gian Phƣơng pháp thể có nhiều ƣu việt hẳn so với phƣơng pháp định vị dựa theo tín hiệu phía Tuy nhiên trở ngại lớn áp dụng với điều kiện Việt Nam đƣờng dây thƣờng không đồng viii Luận văn thạc sỹ kỹ thuật: Định vị cố đường dây không đồng Phan bo dien ap TTN tinh tu cac dau duong day 60 50 Dien ap (kV) 40 30 20 10 Phan bo dien ap TTN tinh tu dau A Phan bo dien ap TTN tinh tu dau D 0 10 20 30 40 50 60 Chieu dai duong day 70 80 90 100 Hình 39 Phân bố điện áp TTN tính từ đầu A D tới nút đường dây với {Rf = ; mức tải 50%; khoảng cách cố cách nút B 15 km} Căn theo đồ thị nguyên tắc xác định đoạn đƣờng dây bị cố, thấy đoạn đƣờng dây bị cố đoạn BC ================================================================= Dong dien va dien ap TTN tinh duoc tai hai dau B & C cua doan duong day bi su co VB(TTN)= -11560.4427+27644.6863i IB(TTN)= -1125.7992-800.22491i VC(TTN)= -9634.12444+20871.4796i IC(TTN)= -1112.9492-843.55281i ================================================================= Kết tính toán ================================================================= Khoang cach thuc den diem su co (km) D(thuc te)= 15 Khoang cach su co theo tinh toan (km) D(tinh toan)= 15.0111 Sai so tinh toan vi tri su co (tinh theo phan tram) Sai so= 0.074302 ================================================================= 4.2.6 Kết tính toán với {Rf =  ; mức tải 100%} Dòng điện điện áp TTN thu đƣợc từ hai đầu đƣờng dây ================================================================= Dong dien va dien ap TTN thu duoc tu hai dau A & D cua duong day 53 Luận văn thạc sỹ kỹ thuật: Định vị cố đường dây không đồng VA(TTN)= -10123.6535+18227.5256i IA(TTN)= -1079.4919-875.64735i VD(TTN)= -8636.13136+14485.7329i ID(TTN)= -1063.8165-918.34046i ================================================================= Điện áp TTN tính theo từ đầu A đầu D tới nút ================================================================= Dien ap TTN tai cac nut tinh tu dau A toi (kV) VA= 20.8502 VA_B= 30.1546 VA_C= 47.379 VA_D= 53.6272 -Dien ap TTN tai cac nut tinh tu dau D toi (kV) VD= 16.8647 VD_C= 23.1335 VD_B= 40.5558 VD_A= 50.0348 ================================================================= Đồ thị phân bố điện áp TTN tính từ hai phía tới Phan bo dien ap TTN tinh tu cac dau duong day 60 50 Dien ap (kV) 40 30 20 10 Phan bo dien ap TTN tinh tu dau A Phan bo dien ap TTN tinh tu dau D 0 10 20 30 40 50 60 Chieu dai duong day 70 80 90 100 Hình 40 Phân bố điện áp TTN tính từ đầu A D tới nút đường dây với {Rf = ; mức tải 100%; khoảng cách cố cách nút B 15 km} Căn theo đồ thị nguyên tắc xác định đoạn đƣờng dây bị cố, thấy đoạn đƣờng dây bị cố đoạn BC ================================================================= 54 Luận văn thạc sỹ kỹ thuật: Định vị cố đường dây không đồng Dong dien va dien ap TTN tinh duoc tai hai dau B & C cua doan duong day bi su co VB(TTN)= -13377.6222+27024.7576i IB(TTN)= -1079.4919-875.64735i VC(TTN)= -11009.9831+20345.5114i IC(TTN)= -1063.8165-918.34046i ================================================================= Kết tính toán ================================================================= Khoang cach thuc den diem su co (km) D(thuc te)= 15 Khoang cach su co theo tinh toan (km) D(tinh toan)= 15.0111 Sai so tinh toan vi tri su co (tinh theo phan tram) Sai so= 0.074302 ================================================================= 4.2.7 Kết tính toán với {Rf = 10  ; mức tải 20%} Dòng điện điện áp TTN thu đƣợc từ hai đầu đƣờng dây ================================================================= Dong dien va dien ap TTN thu duoc tu hai dau A & D cua duong day VA(TTN)= -10220.9292+14012.3543i IA(TTN)= -801.62891-833.23857i VD(TTN)= -8610.38107+11075.472i ID(TTN)= -784.32355-866.88042i ================================================================= Điện áp TTN tính theo từ đầu A đầu D tới nút ================================================================= Dien ap TTN tai cac nut tinh tu dau A toi (kV) VA= 17.344 VA_B= 25.0837 VA_C= 39.4116 VA_D= 44.6091 -Dien ap TTN tai cac nut tinh tu dau D toi (kV) VD= 14.0287 VD_C= 19.2433 VD_B= 33.7358 VD_A= 41.6208 ================================================================= Đồ thị phân bố điện áp TTN tính từ hai phía tới 55 Luận văn thạc sỹ kỹ thuật: Định vị cố đường dây không đồng Phan bo dien ap TTN tinh tu cac dau duong day 60 Phan bo dien ap TTN tinh tu dau A Phan bo dien ap TTN tinh tu dau D 50 Dien ap (kV) 40 30 20 10 0 10 20 30 40 50 60 Chieu dai duong day 70 80 90 100 Hình 41 Phân bố điện áp TTN tính từ đầu A D tới nút đường dây với {Rf = 10 ; mức tải 20%; khoảng cách cố cách nút B 15 km} Căn theo đồ thị nguyên tắc xác định đoạn đƣờng dây bị cố, thấy đoạn đƣờng dây bị cố đoạn BC ================================================================= Dong dien va dien ap TTN tinh duoc tai hai dau B & C cua doan duong day bi su co VB(TTN)= -13806.5905+20942.0575i IB(TTN)= -801.62891-833.23857i VC(TTN)= -11169.1598+15670.1994i IC(TTN)= -784.32355-866.88042i ================================================================= Kết tính toán ================================================================= Khoang cach thuc den diem su co (km) D(thuc te)= 15 Khoang cach su co theo tinh toan (km) D(tinh toan)= 15.0111 Sai so tinh toan vi tri su co (tinh theo phan tram) Sai so= 0.074302 ================================================================= 4.2.8 Kết tính toán với {Rf = 10  ; mức tải 50%} Dòng điện điện áp TTN thu đƣợc từ hai đầu đƣờng dây ================================================================= Dong dien va dien ap TTN thu duoc tu hai dau A & D cua duong day VA(TTN)= -10655.2844+13518.3351i 56 Luận văn thạc sỹ kỹ thuật: Định vị cố đường dây không đồng IA(TTN)= -764.16714-856.0363i VD(TTN)= -8949.31034+10665.3134i ID(TTN)= -745.75924-888.75986i ================================================================= Điện áp TTN tính theo từ đầu A đầu D tới nút ================================================================= Dien ap TTN tai cac nut tinh tu dau A toi (kV) VA= 17.2128 VA_B= 24.894 VA_C= 39.1136 VA_D= 44.2717 -Dien ap TTN tai cac nut tinh tu dau D toi (kV) VD= 13.9226 VD_C= 19.0978 VD_B= 33.4806 VD_A= 41.306 ================================================================= Đồ thị phân bố điện áp TTN tính từ hai phía tới Phan bo dien ap TTN tinh tu cac dau duong day 60 Phan bo dien ap TTN tinh tu dau A Phan bo dien ap TTN tinh tu dau D 50 Dien ap (kV) 40 30 20 10 0 10 20 30 40 50 60 Chieu dai duong day 70 80 90 100 Hình 42 Phân bố điện áp TTN tính từ đầu A D tới nút đường dây với {Rf = 10 ; mức tải 50%; khoảng cách cố cách nút B 15 km} Căn theo đồ thị nguyên tắc xác định đoạn đƣờng dây bị cố, thấy đoạn đƣờng dây bị cố đoạn BC ================================================================= 57 Luận văn thạc sỹ kỹ thuật: Định vị cố đường dây không đồng Dong dien va dien ap TTN tinh duoc tai hai dau B & C cua doan duong day bi su co VB(TTN)= -14467.8778+20258.1059i IB(TTN)= -764.16714-856.0363i VC(TTN)= -11657.0595+15127.3945i IC(TTN)= -745.75924-888.75986i ================================================================= Kết tính toán ================================================================= Khoang cach thuc den diem su co (km) D(thuc te)= 15 Khoang cach su co theo tinh toan (km) D(tinh toan)= 15.0111 Sai so tinh toan vi tri su co (tinh theo phan tram) Sai so= 0.074302 ================================================================= 4.2.9 Kết tính toán với {Rf = 10  ; mức tải 100%} Dòng điện điện áp TTN thu đƣợc từ hai đầu đƣờng dây ================================================================= Dong dien va dien ap TTN thu duoc tu hai dau A & D cua duong day VA(TTN)= -11541.9404+12924.3667i IA(TTN)= -714.90757-907.37173i VD(TTN)= -9651.43718+10163.1467i ID(TTN)= -694.38872-939.114i ================================================================= Điện áp TTN tính theo từ đầu A đầu D tới nút ================================================================= Dien ap TTN tai cac nut tinh tu dau A toi (kV) VA= 17.3279 VA_B= 25.0604 VA_C= 39.3751 VA_D= 44.5678 -Dien ap TTN tai cac nut tinh tu dau D toi (kV) VD= 14.0157 VD_C= 19.2255 VD_B= 33.7045 VD_A= 41.5822 ================================================================= Đồ thị phân bố điện áp TTN tính từ hai phía tới 58 Luận văn thạc sỹ kỹ thuật: Định vị cố đường dây không đồng Phan bo dien ap TTN tinh tu cac dau duong day 60 Phan bo dien ap TTN tinh tu dau A Phan bo dien ap TTN tinh tu dau D 50 Dien ap (kV) 40 30 20 10 0 10 20 30 40 50 60 Chieu dai duong day 70 80 90 100 Hình 43 Phân bố điện áp TTN tính từ đầu A D tới nút đường dây với {Rf = 10 ; mức tải 100%; khoảng cách cố cách nút B 15 km} Căn theo đồ thị nguyên tắc xác định đoạn đƣờng dây bị cố, thấy đoạn đƣờng dây bị cố đoạn BC ================================================================= Dong dien va dien ap TTN tinh duoc tai hai dau B & C cua doan duong day bi su co VB(TTN)= -15789.4112+19460.7154i IB(TTN)= -714.90757-907.37173i VC(TTN)= -12647.9767+14479.2014i IC(TTN)= -694.38872-939.114i ================================================================= Kết tính toán ================================================================= Khoang cach thuc den diem su co (km) D(thuc te)= 15 Khoang cach su co theo tinh toan (km) D(tinh toan)= 15.0111 Sai so tinh toan vi tri su co (tinh theo phan tram) Sai so= 0.074302 59 Luận văn thạc sỹ kỹ thuật: Định vị cố đường dây không đồng Bảng Kết tính toán với kịch mô khác Vị trí cố thực mô phỏng: 15km Điện trở điểm cố Mức tải Vị trí đường cố tính Sai số dây toán tính toán (%) Ghi (km) (Ω) (Ω) 10 (Ω) 20% 15,0111 0,074302 50% 15,0111 0,074302 100% 15,0111 0,074302 20% 15,0111 0,074302 50% 15,0111 0,074302 100% 15,0111 0,074302 20% 15,0111 0,074302 50% 15,0111 0,074302 100% 15,0111 0,074302 Nhận xét: - Các kết tính toán với kịch mô khác cho thấy thuật toán có khả tính toán xác vị trí cố dù đƣờng dây có nhiều phân đoạn khác 60 Luận văn thạc sỹ kỹ thuật: Định vị cố đường dây không đồng - Kết tính toán cho sai số nhỏ, nhiên sử dụng thông số mô nên trình tính toán lý tƣởng Với số liệu thực tế sai số lớn nhiều yếu tố khác ảnh hƣởng đến nhƣ sai số biến dòng điện, biến điện áp… - Sai số tính toán luận văn trình tính toán làm tròn số 61 Luận văn thạc sỹ kỹ thuật: Định vị cố đường dây không đồng CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT HƯỚNG NGHIÊN CỨU TRONG TƯƠNG LAI 5.1 Kết luận Luận văn sâu tìm hiểu giới thiệu phƣơng pháp định vị cố đƣờng dây tải điện không đồng dựa theo tín hiệu đo lƣờng đồng từ hai đầu Thuật toán đƣợc giới thiệu dựa giả thiết tín hiệu đo lƣờng đƣợc đồng hoàn toàn mặt thời gian Việc đồng mặt thời gian trạm biến áp hai đầu đƣờng dây trạm khác thƣờng đƣợc giải bẳng cách lắp đặt đồng hồ hoạt động dựa theo tín hiệu vệ tinh GPS (đồng hồ GPS) Hiện trạm biến áp xây dựng đƣợc lắp đặt đồng hồ GPS này, đề xuất nghiên cứu hoàn toàn áp dụng đƣợc thực tế Thuật toán đề xuất giải pháp tìm đoạn đƣờng dây bị cố đƣợc dựa phân bố điện áp thứ tự nghịch dọc theo đƣờng dây Việc sử dụng thành phần thứ tự nghịch tính toán vị trí cố có ƣu điểm ƣớc tính vị trí cố dựa sơ đồ thay thứ tự nghịch không bị ảnh hƣởng hỗ cảm thứ tự không sai số tổng trở thứ tự không đƣờng dây Do khó xác định xác tổng trở thứ tự không phụ thuộc vào nhiều yếu tố khách quan (ví dụ điện trở suất vùng đất dọc tuyến đƣờng dây qua không đồng nhất), đặc biệt đƣờng cáp tổng trở TTK phụ thuộc vào cấu tạo cáp phƣơng pháp nối đất vỏ cáp Một thuận lợi khác việc sử dụng đại lƣợng thứ tự nghịch dòng điện điện dung có tác dụng không đáng kể tính toán xác vị trí điểm cố điện áp thứ tự nghịch nhỏ đáng kể so với điện áp thứ tự thuận dọc theo đƣờng dây - Điện trở điểm cố không xuất phƣơng trình tính toán khoảng cách đến điểm cố, không gây ảnh hƣởng đến độ xác kết định vị cố 62 Luận văn thạc sỹ kỹ thuật: Định vị cố đường dây không đồng - Phƣơng pháp đặc biệt áp dụng cho đƣờng dây có hệ số X/R thay đổi Trên thực tế đƣờng dây tải điện đa dạng, có nhiều thông số kỹ thuật khác nhau, chí nhiều đƣờng dây dây bao gồm đoạn đƣờng dây không đoạn cáp ngầm Kết mô với thông số đƣờng dây 220kV sử dụng đoạn Nho Quan – Thanh Hóa nhiều kịch cố kiểm nghiệm tính xác thuật toán 5.2 Phương hướng nghiên cứu tương lai Để khai thác cách có hiệu đƣa thuật toán vào áp dụng thực tế tƣơng lai cần mở rộng nghiên cứu sang lĩnh vực sau: - Xây dựng phần mềm trích xuất thông tin từ ghi cố rơle để đƣa vào thuật toán đề xuất luận văn - Trong luận văn sử dụng giả thiết dòng điện điện áp đo lƣờng đƣợc từ hai đầu đƣợc đồng mặt thời gian, nhiên tƣơng lai xét tới trƣờng hợp tín hiệu không đƣợc đồng Khi cần phát triển thuật toán để đồng lại tín hiệu sau sử dụng phƣơng pháp đƣợc giới thiệu luận văn - Có thể mở rộng hƣớng nghiên cứu xem xét tới mô hình đƣờng dây không đồng có phân nhánh 63 Luận văn thạc sỹ kỹ thuật: Định vị cố đường dây không đồng TÀI LIỆU THAM KHẢO Julio César Urresty, Analysis of phenomena, that affect the distance protection John Wiley&Sons Inc., S.H Horowitz and A.G Phadke, Power System Relaying Novosel, D, et al 1, s.l :’ Unsynchronized two-terminal fault location estimation, IEEE Transactions on Power Delivery , 1996, Vol 11 Saha, Murari Mohan, Izykowski, Jan Jozef, Rosolowski, Eugeniusz Fault location on power networks s.l : Springer, 2010 Ulrich Klapper, Michael Krüger, Wolfgang Wurzer s.l., Measurement of line impedances and mutual coupling of parallel lines, Relay Protection and Substation Automation of Modern EHV Power Systems, 2007 Pawel Dawidowski, Jan Iżykowski, Ahmet Nayir s.l., Non-iterative algorithm of analytical synchronization of two-end measurements for transmission line parameters estimation and fault location, 7th International Conference on Electrical and Electronics Engineering (ELECO), 2011 Nguyễn Xuân Tùng, Nguyễn Đức Huy, Nguyễn Xuân Hoàng Việt, “Tổng quan phương pháp định vị cố đường dây truyền tải dựa tín hiệu đo lường từ hai phía”, “Tạp chí Điện & Đời sống” số 162 (14-17), 2012 Yanfeng Gong, MangapathiraoMynam, Armando Guzmán, Fault Location for Power Lines With Multiple Sections , Transmission and Distribution Conference and Exposition (T&D), 2012 IEEE PES 64 Luận văn thạc sỹ kỹ thuật: Định vị cố đường dây không đồng PHỤ LỤC Lập trình Matlab clc % Xoa man hinh clear all % xoa het du lieu da nho tu truoc format short % Chieu dai cac doan duong day (km)- Tong toan bo duong day la 100km L1=30; % chieu dai doan duong day thu nhat tinh tu dau A L21=15; % chieu dai tinh tu dau duong day thu toi diem su co L22=35; % chieu dai tinh tu diem su co den het duong day thu hai L2=L21+L22; % chieu dai tong doan duong day thu L3=20; % chieu dai doan duong day thu ba % Thong so tong tro cac doan duong day (km) r1=0.0723; % dien tro cua 1km cua duong day thu nhat tinh tu dau A x1=0.213; % dien khang cua 1km cua duong day thu nhat tinh tu dau A z1=L1*(r1+i*x1); % Tong tro duong day r2=0.0961; % dien tro cua 1km cua duong day thu hai x2=0.231; % dien khang cua 1km cua duong day thu hai z2=L2*(r2+i*x2); % Tong tro duong day r3=0.0723; % dien tro cua 1km cua duong day thu ba x3=0.213; % dien khang cua 1km cua duong day thu ba z3=L3*(r3+i*x3); % Tong tro duong day % Doc file du lieu Excel A=[]; A = xlsread('Dulieu10om100.xls', 'B452:I452'); % Doc du lieu tai hang thu 452 (tuong duong voi thoi diem su co 0.45 giay) % giay tu file Excel co ten la "Dulieu10om100" Do_lon_I1TTN=A(1,1); Goc_pha_I1TTN=A(1,2); % Do lon va goc pha cua dong dien TTN dau A Do_lon_V1TTN=A(1,3); Goc_pha_V1TTN=A(1,4); % Do lon va goc pha cua dien ap TTN dau A Do_lon_I2TTN=A(1,5); Goc_pha_I2TTN=A(1,6); % Do lon va goc pha cua dong dien TTN dau D Do_lon_V2TTN=A(1,7); Goc_pha_V2TTN=A(1,8); % Do lon va goc pha cua dien ap TTN dau D % Qui doi tu lon va goc pha so phuc cua dong dien va dien ap TTN % cac phia I1TTN=1000*Do_lon_I1TTN*exp(i*Goc_pha_I1TTN); % Qui doi tu lon va goc pha sang so phuc dong dien TTN dau A - Tinh theo Ampe V1TTN=1000*Do_lon_V1TTN*exp(i*Goc_pha_V1TTN); % Qui doi tu lon va goc pha sang so phuc dien ap TTN dau A - Tinh theo Volt 65 Luận văn thạc sỹ kỹ thuật: Định vị cố đường dây không đồng I2TTN=1000*Do_lon_I2TTN*exp(i*Goc_pha_I2TTN); % Qui doi tu lon va goc pha sang so phuc dong dien TTN dau D V2TTN=1000*Do_lon_V2TTN*exp(i*Goc_pha_V2TTN); % Qui doi tu lon va goc pha sang so phuc dien ap TTN dau D % Tinh toan phan bo dien ap TTN tu phia dau A VA=V1TTN; VA_B=VA-I1TTN*z1; % dien ap diem B tinh tu A toi VA_C=VA-I1TTN*z1-I1TTN*z2; % dien ap diem C tinh tu A toi VA_D=VA-I1TTN*z1-I1TTN*z2-I1TTN*z3; % dien ap diem D tinh tu A toi % Tinh toan phan bo dien ap TTN tu phia dau D VD=V2TTN; VD_C=VD-I2TTN*z3; % dien ap diem B tinh tu A toi VD_B=VD-I2TTN*z3-I2TTN*z2; % dien ap diem C tinh tu A toi VD_A=VD-I2TTN*z3-I2TTN*z2-I2TTN*z1; % dien ap diem D tinh tu A toi % Ve thi % Ve thi dien ap tu dau A x=[0 L1 L1+L2 L1+L2+L3]; y=[abs(VA) abs(VA_B) abs(VA_C) abs(VA_D)]/1000; Dothi_A=plot(x,y); set(Dothi_A,'Color',[0.75 0.15 0.2],'LineWidth',2,'Marker','o'); hold on % Ve thi dien ap tu dau D m=[L1+L2+L3 L1+L2 L1 0]; n=[abs(VD) abs(VD_C) abs(VD_B) abs(VD_A)]/1000; Dothi_D=plot(m,n); set(Dothi_D,'Color',[0.3 0.2 0.7],'LineWidth',2,'Marker','o'); hold on line([30 30], [0 60]) % ve duong thang chay qua diem giao duong day & hold on line([80 80], [0 60]) % ve duong thang chay qua diem giao duong day & legend('Phan bo dien ap TTN tinh tu dau A','Phan bo dien ap TTN tinh tu dau D','Location','Best') % thay location bang 1,2,3,4 xlabel('Chieu dai duong day') ylabel('Dien ap (kV)') title('Phan bo dien ap TTN tinh tu cac dau duong day') grid on % Vi tri su co d d=(VA_B-VD_C+I2TTN*z2)/(I2TTN*z2+I1TTN*z2); % Tinh toan sai so dinh vi su co theo phan tram saiso=abs((abs(d)-L21/L2)*100/(L21/L2)); % tinh theo phan tram % Hien thi so lieu dau vao va ket qua tinh toan disp('=================================================================') disp('Dong dien va dien ap TTN thu duoc tu hai dau A & D cua duong day') disp(sprintf('VA(TTN)= %s',num2str(V1TTN))) disp(sprintf('IA(TTN)= %s',num2str(I1TTN))) disp(sprintf('VD(TTN)= %s',num2str(V2TTN))) disp(sprintf('ID(TTN)= %s',num2str(I2TTN))) disp('=================================================================') disp('Dien ap TTN tai cac nut tinh tu dau A toi (kV)') 66 Luận văn thạc sỹ kỹ thuật: Định vị cố đường dây không đồng disp(sprintf('VA= %s',num2str(abs(V1TTN)/1000))) disp(sprintf('VA_B= %s',num2str(abs(VA_B/1000)))) disp(sprintf('VA_C= %s',num2str(abs(VA_C/1000)))) disp(sprintf('VA_D= %s',num2str(abs(VA_D/1000)))) disp(' ') disp('Dien ap TTN tai cac nut tinh tu dau D toi (kV)') disp(sprintf('VD= %s',num2str(abs(V2TTN)/1000))) disp(sprintf('VD_C= %s',num2str(abs(VD_C/1000)))) disp(sprintf('VD_B= %s',num2str(abs(VD_B/1000)))) disp(sprintf('VD_A= %s',num2str(abs(VD_A/1000)))) disp('=================================================================') disp('Dong dien va dien ap TTN tinh duoc tai hai dau B & C cua doan duong day bi su co') disp(sprintf('VB(TTN)= %s',num2str(VA_B))) disp(sprintf('IB(TTN)= %s',num2str(I1TTN))) disp(sprintf('VC(TTN)= %s',num2str(VD_C))) disp(sprintf('IC(TTN)= %s',num2str(I2TTN))) disp('=================================================================') disp('Khoang cach thuc den diem su co (km)') disp(sprintf('D(thuc te)= %s',num2str(real(L21)))) disp('Khoang cach su co theo tinh toan (km)') disp(sprintf('D(tinh toan)= %s',num2str(real(d)*L2))) disp('Sai so tinh toan vi tri su co (tinh theo phan tram)') disp(sprintf('Sai so= %s',num2str(real(saiso)))) disp('=================================================================') - 67 ... đƣờng dây, sơ lƣợc thấy có phƣơng pháp định vị sau đây: - Định vị cố dựa tín hiệu đo lƣờng từ phía đƣờng dây - Định vị cố dựa tín hiệu đo lƣờng từ hai phía đƣờng dây - Định vị cố dựa tín hiệu đo. .. Luận văn thạc sỹ kỹ thuật: Định vị cố đường dây không đồng CHƯƠNG ĐỊNH VỊ ĐIỂM SỰ CỐ DỰA THEO TÍN HIỆU ĐO LƯỜNG TỪ MỘT PHÍA 2.1 Phương pháp định vị cố dựa theo tín hiệu đo lường từ phía 2.1.1 Nguyên... CHƢƠNG ĐỊNH VỊ SỰ CỐ ĐƢỜNG DÂY TẢI ĐIỆN KHÔNG ĐỒNG NHẤT DỰA THEO TÍN HIỆU ĐO LƢỜNG ĐỒNG BỘ HAI ĐẦU 27 3.1 Mục tiêu nghiên cứu 27 i Luận văn thạc sỹ kỹ thuật: Định vị cố đường dây không