Định vị sự cố trên đường dây truyền tải dựa theo phân bố điện áp từ hai đầu đường dây

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - Trần Thanh Sơn ĐỊNH VỊ SỰ CỐ TRÊN ĐƯỜNG DÂY TRUYỂN TẢI DỰA THEO PHÂN BỐ ĐIỆN ÁP TỪ HAI ĐẦU ĐƯỜNG DÂY 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 - Trần Thanh Sơn ĐỊNH VỊ SỰ CỐ TRÊN ĐƯỜNG DÂY TRUYỂN TẢI DỰA THEO PHÂN BỐ ĐIỆN ÁP TỪ HAI ĐẦU ĐƯỜNG DÂY 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 Định vị cố đường dây truyền tải dựa theo phân bố điện áp từ hai đầu đường dây MỤC LỤC Chương mục Trang LỜI CAM ĐOAN iii DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ iv DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU vi MỞ ĐẦU CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ ĐỊNH VỊ SỰ CỐ TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN 1.1 Ý nghĩa việc định vị xác điểm cố đường dây tải điện 1.2 Tổng quan phương pháp định vị cố đường dây truyền tải 1.2.1 Định vị cố dựa theo tín hiệu đo lường đầu đường dây 1.2.2 Phương pháp định vị cố dựa tín hiệu đo lường từ hai phía 1.2.3 Phương pháp định vị cố dựa nguyên lý sóng lan truyền CHƯƠNG ĐỊNH VỊ ĐIỂM SỰ CỐ DỰA THEO TÍN HIỆU ĐO LƯỜNG TỪ MỘT PHÍA 11 2.1 Phương pháp định vị cố dựa theo tín hiệu đo lường từ phía 11 2.1.1 Nguyên lý làm việc 11 2.1.2 Thuật toán tính toán tổng trở rơle bảo vệ khoảng cách 12 2.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến độ xác định vị cố theo phương pháp dựa tín hiệu đo lường từ phía 14 2.2.1 Ảnh hưởng điện trở điểm cố 15 2.2.2 Ảnh hưởng dòng tải đường dây trước cố 18 2.2.3 Ảnh hưởng điện kháng tương hỗ đường dây song song 19 2.2.4 Ảnh hưởng hệ số phân bố dòng điện 20 2.3 Tổng kết ưu, nhược điểm phương pháp định vị cố dựa theo tín hiệu đo lường từ phía 22 CHƯƠNG ĐỊNH VỊ SỰ CỐ DỰA THEO PHÂN BỐ ĐIỆN ÁP TỪ HAI ĐẦU ĐƯỜNG DÂY 24 3.1 Nguyên lý định vị cố dựa tín hiệu đo lường đồng từ hai đầu đường dây24 3.2 Khái niệm góc đồng đồng hóa lại tín hiệu đo lường từ hai đầu đường dây 25 i Định vị cố đường dây truyền tải dựa theo phân bố điện áp từ hai đầu đường dây 3.3 Đề xuất nghiên cứu 28 3.3.1 Cơ sở thuật toán đề xuất 28 3.3.2 Chi tiết tính toán vị trí cố theo phân bố điện áp từ hai phía 29 3.3.3 Lựa chọn loại dòng điện điện áp tính toán góc đồng 31 CHƯƠNG MÔ PHỎNG KIỂM CHỨNG THUẬT TOÁN ĐỊNH VỊ SỰ CỐ DỰA THEO PHÂN BỐ ĐỘ LỚN ĐIỆN ÁP TỪ HAI PHÍA 33 4.1 Thông số đường dây mô 33 4.2 Thông số tuyến đường dây mô 36 4.3 Sơ đồ khối thuật toán tính toán định vị cố dựa theo phân bố điện áp từ hai phía 39 4.3.1 Lưu đồ tổng thể trình tính toán 39 4.3.2 Lưu đồ thuật toán tính toán vị trí cố 42 4.4 Kịch mô 43 4.5 Kết mô 45 4.5.1 Vị trí cố 30km, điện trở cố 0Ω, bước tăng tính toán vị trí cố 0,1km 46 4.5.2 Vị trí cố 30km, điện trở cố 5Ω, bước tăng tính toán vị trí cố 0,1km 47 4.5.3 Vị trí cố 30km, điện trở cố 10Ω 100% tải trước cố, bước tăng tính toán vị trí 48 4.5.4 Bảng tổng hợp số liệu với kịch mô khác 49 CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ ĐÁNH GIÁ 51 5.1 Kết luận 51 5.2 Phương hướng nghiên cứu tương lai 52 TÀI LIỆU THAM KHẢO 53 PHỤ LỤC 54 Lập trình Matlab tính toán vị trí điểm cố cho đường dây dựa theo phân bố điện áp từ hai phía 54 ii Định vị cố đường dây truyền tải dựa theo phân bố điện áp từ hai đầu đường dây 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 chưa công bố công trình khác Nội dung luận văn có tham khảo sử dụng tài liệu, thông tin đăng tải tác phẩm, tạp chí, báo trang web theo danh mục tài liệu tham khảo luận văn Tác giả Trần Thanh Sơn iii Định vị cố đường dây truyền tải dựa theo phân bố điện áp từ hai đầu đường dây DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình Đường dây 500kV bị cố cần cẩu chạm vào Hình Thiết bị ghi cố rơle sử dụng trạm biến áp Hình Sơ đồ nguyên lý đường dây bị cố với hai nguồn cấp Hình Sơ đồ thay đường dây cố Hình Sự lan truyền phản xạ sóng dòng điện đường dây Hình Rơle có sử dụng đồng thời gian đồng hồ vệ tinh GPS 10 Hình Bảo vệ khoảng cách áp dụng cho đường dây tải điện 11 Hình Đặc tính tác động MhO rơle bảo vệ khoảng cách 12 Hình Sự cố chạm đất đường dây có hai nguồn cấp sơ đồ thay 16 Hình 10 Ảnh hưởng điện trở điểm cố đến tổng trở đo 18 Hình 11 Ảnh hưởng tương hỗ đường dây song song 19 Hình 12 Ảnh hưởng hệ số phân bố dòng điện 21 Hình 13 Đường dây với rơle bảo vệ đồng đồng hồ GPS 24 Hình 14 Sơ đồ nguyên lý đường dây bị cố với hai nguồn cấp 24 Hình 15 Đường dây truyền tải với rơle bảo vệ hai đầu 26 Hình 16 Trường hợp tín hiệu đo lường không đồng 26 Hình 17 Phân bố điện áp tính từ hai phía tới đường dây bị cố 28 Hình 18 Sơ đồ đường dây bị cố 29 Hình 19 Sơ đồ thay hình π sử dụng thông số rải đường dây bị cố 30 Hình 20 Giao diện Matlab 35 Hình 21 Giao diện của sổ soạn thảo lệnh 36 Hình 22 Sơ đồ tuyến đường dây mô PSCAD 36 Hình 23 Minh họa khối tính toán thành phần thứ tự thuận 37 Hình 24 Cách bố trí dây dẫn pha 37 Hình 25 Thông số đường dây PSCAD tính 38 Hình 26 Giao diện để điều chỉnh thông số đường dây 38 Hình 27 Giao diện để điều chỉnh nguồn thay đổi dòng công suất 39 Hình 28 Lưu đồ tính toán sử dụng luận văn 40 Hình 29 Dữ liệu sau chuyển sang file Excel 41 iv Định vị cố đường dây truyền tải dựa theo phân bố điện áp từ hai đầu đường dây Hình 30 Dữ liệu hai đầu S & R cố ý lấy lệch mẫu 41 Hình 31 Dữ liệu hai đầu S & R cố ý lấy lệch mẫu 41 Hình 32 Lưu đồ thuật toán dò tìm vị trí cố 43 Hình 33 Dạng sóng điện áp từ hai đầu S R thu trước cố 45 Hình 34 Độ lớn điện áp thứ tự thuận thu từ đầu S R trước cố 45 Hình 35 Kết tính toán với kịch cố 30km, Rf=0Ω 47 Hình 36 Kết tính toán với kịch cố 30km, Rf=5Ω 48 Hình 37 Kết tính toán với kịch cố 30km, Rf=10Ω 49 v Định vị cố đường dây truyền tải dựa theo phân bố điện áp từ hai đầu đường dây DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng Tổng kết loại cố phép tính tương ứng rơle khoảng cách 14 Bảng Tổng hợp sai số tính toán vị trí cố với kịch mô 49 vi Định vị cố đường dây truyền tải dựa theo phân bố điện áp từ hai đầu đường dây MỞ ĐẦU Trong hệ thống lưới điện truyền tải, cố xuất thời điểm nào, nơi nào, nguyên nhân cố đa dạng đoán biết trước Tất cố cần phải loại trừ nhanh tốt để giảm thiểu mức độ thiệt hại cho thiết bị đảm bảo trì làm việc ổn định hệ thống điện Bên cạnh đó, việc xác định xác vị trí cố đóng vai trò quan trọng nhiều lý do: - Giảm chi phí nhân công cho việc sửa chữa, thay thiết bị hư hỏng - Nhanh chóng khôi phục làm việc bình thường hệ thống sau cố - Giảm thời gian ngừng cung cấp điện trường hợp cố trì Trong hệ thống điện, nhiều phương pháp bảo vệ định vị cố giới thiệu Định vị cố áp dụng phổ biến lưới điện truyền tải đường cáp Rơle bảo vệ phổ biến lưới truyền tải rơle bảo vệ khoảng cách Các rơle bảo vệ khoảng cách định vị cố, nhiên độ xác vấn đề cần phải xem xét Các yếu tố ảnh hưởng đến độ xác định vị cố rơle bảo vệ khoảng cách điện trở hồ quang điểm cố, thông số đường dây không xác, ảnh hưởng hỗ cảm đường dây song song, thay đổi điện trở suất đất vùng khác mà tuyến đường dây qua Trong số trường hợp, sai số thể lên tới hàng chục kilomet, đơn vị tốn nhiều thời gian để tìm kiếm vị trí xác cố Nội dung luận văn tập trung phương pháp định vị cố dựa tín hiệu đo lường từ hai đầu đường dây Mặc dù phương pháp có nhiều ưu điểm so với phương pháp định vị cố dựa theo tín hiệu từ phía, cần phải tính toán đồng lại tín hiệu đo từ hai đầu đường dây Để khắc phục nhược điểm này, luận văn đề xuất phương pháp tính toán định vị cố dựa phân bố độ lớn điện áp từ hai phía đường dây Việc sử dụng độ lớn điện áp có ưu điểm loại trừ yêu cầu phải đồng tín hiệu đo từ hai phía, Định vị cố đường dây truyền tải dựa theo phân bố điện áp từ hai đầu đường dây áp dụng rộng rãi với đường dây mà hệ thống bảo vệ hai đầu không đồng thời gian Đề xuất nghiên cứu tính toán với số liệu mô dựa PSCAD Đường dây mô tuyến đường dây 220kV lấy thông số từ tuyến đường dây có sẵn thư viện phần mềm PSCAD Về bố cục, luận văn gồm phần sau đây: Chương 1: Giới thiệu chung cần thiết nâng cao độ xác định vị cố lưới điện Giới thiệu ngắn gọn so sánh sơ lược phương pháp phổ biến để định vị cố đường dây truyền tải điện Chương 2: Giới thiệu chi tiết nguyên lý định vị cố dựa tín hiệu đo lường từ phía (nguyên lý sử dụng rơle bảo vệ khoảng cách) Phân tích yếu tố ảnh hưởng đến độ xác phép định vị Chương 3: Giới thiệu phương pháp định vị cố dựa theo tín hiệu đo lường từ hai đầu đường dây So sánh cách ưu điểm nhược điểm phương pháp Đồng thời sâu phân tích thuật định vị cố dựa theo phân bố độ lớn điện áp từ hai đầu đường dây Các ưu điểm thuật toán Chương 4: Tính toán áp dụng với mô hình đường dây 220kV lấy thông số chuẩn từ phần mềm PSCAD Các mô thực PSCAD số liệu tính toán Matlab Chương 5: Kết luận đề xuất hướng nghiên cứu tương lai Định vị cố đường dây truyền tải dựa theo phân bố điện áp từ hai đầu đường dây 4.3.2 Lưu đồ thuật toán tính toán vị trí cố Vị trí cố tìm thông qua giải phương trình 3.12 sau: VR F  VS  F    cosh( (1  d ) L) V R   Z c sinh( (1  d )L)  I R  [3.12]  cosh( dL)V S  Z c sinh( dL) I S Phương trình so sánh độ lớn điện áp để loại bỏ biến số ejδ đặc trưng cho việc không đồng tín hiệu đo Có nhiều phương pháp để giải phương trình này, nhiên phức tạp mặt biến đổi toán học Trong luận văn đề xuất việc tìm nghiệm (chính vị trí cố d) dựa theo qua giải thuật “thử lỗi”, máy tính ngày có khả tính toán nhanh nên phương pháp đơn giản không nhiều thời gian để tính toán Chi tiết phương pháp sau: - Bước 1: Đầu tiên giả định vị trí cố vị trí 0km - Bước 2: Tính toán độ lớn điện áp điểm cố tính từ hai phía tới, tương ứng với VSF & VRF công thức 3.12 - Bước 3: So sánh độ lớn hai điện áp |VSF| & |VRF|, ghi nhận độ lệch độ lớn hai điện áp (nếu mức độ sai khác lớn chứng tỏ vị trí cố giả định không đúng) - Bước 4: Tăng vị trí cố lên bước (ví dụ tăng thêm 100m), lặp trình tính toán, so sánh ghi nhận độ lệch độ lớn điện áp hai phía tính tới điểm cố - Bước 5: thực tương tự vị trí điểm cố giả định đến điểm cuối đường dây - Bước 6: tìm độ lệch điện áp nhỏ độ lệch điện áp ghi nhận điểm cố giả thiết di chuyển dọc đường dây Giá trị khoảng cách cho độ lệch nhỏ tương ứng với vị trí cố cần tìm Nhận xét: - Phương pháp tính toán đơn giản, dễ thực 42 Định vị cố đường dây truyền tải dựa theo phân bố điện áp từ hai đầu đường dây - Độ xác vị trí cố tìm phụ thuộc vào bước tăng giá trị khoảng cách tính toán Giá trị bước tăng nhỏ cho kết định vị xác hơn, nhiên thời gian tính toán tăng lên đáng kể ngược lại Lưu đồ thuật toán tìm vị trí cố thể Hình 32 Giả thiết vị trí cố d=0 [km] Tìm độ lớn điện áp điểm cố tính từ hai phía theo PT 3.12 |VSF|d & |VRF|d Tính độ lệch điện áp ΔV|d=|VSF|d - |VRF|d Ghi nhớ độ lệch điện áp Tìm độ lệch điện áp nhỏ ΔV|d ΔV|min Tăng vị trí cố lên bước d=d+ε Vị trí d ứng với độ lệch nhỏ Dừng lại d chạy hết chiều dài đường dây Kết thúc Hình 32 Lưu đồ thuật toán dò tìm vị trí cố 4.4 Kịch mô Thuật toán tính toán định vị cố dựa theo phân bố điện áp tính từ hai đầu đường dây viết Matlab, tính toán với nhiều kịch khác 43 Định vị cố đường dây truyền tải dựa theo phân bố điện áp từ hai đầu đường dây Trong phạm vi luận văn, với kịch mô chạy số liệu để minh họa thuật toán đề xuất áp dụng Các số liệu - Điểm cố giả thiết nằm kilomet thứ 150 tính từ nguồn S - Dạng cố: cố pha N(1) - Điện trở điểm cố Rf giả thiết 5Ω Kết thu chạy mô PSCAD với thể Hình 33 Hình 34 Kịch mô đề xuất sau: - Điểm cố giả thiết nằm kilomet thứ 20; 30; 50 tính từ nguồn S:  Mục đích để đánh giá ảnh hưởng vị trí cố đến tính xác thuật toán - Dạng cố: cố pha N(1)  Đây dạng cố phổ biến lưới điện truyền tải - Điện trở điểm cố Rf giả thiết thay đổi theo mức là: 0Ω; 5Ω; 10Ω  Mục đích để đánh giá ảnh hưởng điện trở điểm cố đến tính xác thuật toán - Tải đường dây 220kV giả thiết mức xấp xỉ 160MVA - Bước tăng tính toán vị trí cố giả thiết 0,1km (hay 100m) 0,05km Các giả thiết khác: - Thời điểm cố xuất hiện: 0,3 s - Thời điểm cố kết thúc: 0,6 s - Tần số lấy mẫu 20 mẫu/ chu kỳ hay 1000 mẫu/1 giây (tương tự tần số lấy mẫu rơle nay) - Bước tăng tính toán vị trí cố giả thiết 0,1km (hay 100m) Về khả tính toán với số liệu đo không đồng bộ: 44 Định vị cố đường dây truyền tải dựa theo phân bố điện áp từ hai đầu đường dây Thuật toán định vị có có khả tính toán với số liệu đo không đồng bộ, trình mô cố ý tạo đồng tín hiệu đo sau:  Thông số đo phía S lấy làm chuẩn thời gian  Thông số đo R cố ý làm lệch mẫu (tương đương với lệch 54 độ) so với đầu S Hình 33 & Hình 34 thể ví dụ dạng sóng dòng điện điện áp thu trình chạy mô Main : Graphs Dien ap dau S Dien ap dau R 200 100 y -100 -200 0.240 0.260 0.280 0.300 0.320 0.340 0.360 0.380 0.400 0.420 Hình 33 Dạng sóng điện áp từ hai đầu S R thu trước cố 140.0 Do lon ISTTT Goc pha ISTTT Do lon VSTTT Goc pha VST Do lon IRTTT Goc pha IRTTT Do lon VRTTT Goc pha VRT 135.0 y 130.0 125.0 120.0 Hình 34 Độ lớn điện áp thứ tự thuận thu từ đầu S R trước cố 4.5 Kết mô 45 Định vị cố đường dây truyền tải dựa theo phân bố điện áp từ hai đầu đường dây 4.5.1 Vị trí cố 30km, điện trở cố 0Ω, bước tăng tính toán vị trí cố 0,1km Số liệu dòng điện điện áp thứ tự thuận cố thời điểm 0,5 giây thu từ mô (dòng điện điện áp tính theo Ampe Volt): Ký hiệu Giá trị (số phức) Diễn giải Dòng điện điện áp ba pha (A, B, C) VSTTT 2.1044e+004 -1.2815e+005i ISTTT -1.7474e+003 -9.6541e+002i Hệ thống A VRTTT 3.5738e+003 -1.2507e+005i Dòng điện điện áp ba pha (A, B, C) IRTTT -6.8594e+002 +1.8043e+002i trước cố trước cố Hệ thống B Kết tính toán vị trí cố: 13 x 10 Vi tri su co la:30.05km tinh tu phia dau S 12 VRF VSF 11 10 10 20 30 40 50 46 60 70 80 90 100 Định vị cố đường dây truyền tải dựa theo phân bố điện áp từ hai đầu đường dây Hình 35 Kết tính toán với kịch cố 30km, Rf=0Ω Căn theo kết tính toán vị trí cố xác định 30,05km, với vị trí cố thực 30km sai số tính toán là: 0,05% 4.5.2 Vị trí cố 30km, điện trở cố 5Ω, bước tăng tính toán vị trí cố 0,1km Số liệu dòng điện điện áp thứ tự thuận cố thời điểm 0,5 giây thu từ mô (dòng điện điện áp tính theo Ampe Volt): Ký hiệu Giá trị (số phức) Diễn giải Dòng điện điện áp ba pha (A, B, C) VSTTT 1.9062e+004 -1.2943e+005i ISTTT -1.4286e+003 -1.3077e+003i Hệ thống A VRTTT 1.5492e+003 -1.2638e+005i Dòng điện điện áp ba pha (A, B, C) IRTTT -5.4884e+002 +3.4446e+001i trước cố trước cố Hệ thống B Kết tính toán vị trí cố: 47 Định vị cố đường dây truyền tải dựa theo phân bố điện áp từ hai đầu đường dây 1.4 Vi tri su co la:30.01km tinh tu phia dau S x 10 VRF VSF 1.3 1.2 1.1 0.9 0.8 0.7 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Hình 36 Kết tính toán với kịch cố 30km, Rf=5Ω Căn theo kết tính toán vị trí cố xác định 30,01km, với vị trí cố thực 30km sai số tính toán là: 0,01% 4.5.3 Vị trí cố 30km, điện trở cố 10Ω 100% tải trước cố, bước tăng tính toán vị trí Số liệu dòng điện điện áp thứ tự thuận cố thời điểm 0,5 giây thu từ mô (dòng điện điện áp tính theo Ampe Volt): Ký hiệu Giá trị (số phức) Diễn giải Dòng điện điện áp ba pha (A, B, C) VSTTT 1.8092e+004 -1.3107e+005i ISTTT -1.0705e+003 -1.4415e+003i Hệ thống A VRTTT 5.5934e+002 -1.2806e+005i Dòng điện điện áp ba pha (A, B, C) IRTTT -3.9634e+002 -2.2421e+001i trước cố trước cố Hệ thống B Kết tính toán vị trí cố: 48 Định vị cố đường dây truyền tải dựa theo phân bố điện áp từ hai đầu đường dây 1.35 Vi tri su co la:30.01km tinh tu phia dau S x 10 1.3 1.25 1.2 VRF VSF 1.15 1.1 1.05 0.95 0.9 0.85 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Hình 37 Kết tính toán với kịch cố 30km, Rf=10Ω Căn theo kết tính toán vị trí cố xác định 30,01km, với vị trí cố thực 30km sai số tính toán là: 0,01% 4.5.4 Bảng tổng hợp số liệu với kịch mô khác Do trình tính toán mang tính chất lặp lại nên với kịch mô khác tính toán tương tự Số liệu tổng hợp bảng sau đây: Bảng Tổng hợp sai số tính toán vị trí cố với kịch mô Vị trí cố thực 20km 30km 50km Bước tăng tính toán vị trí cố Điện trở điểm cố Rf 0.1 [km] 0.05 [km] 0Ω 0.03 0.025 5Ω 0.03 0.025 10 Ω 0.04 0.035 0Ω 0.05 0.045 5Ω 0.01 0.01 10 Ω 0.01 0.01 0Ω 0.07 0.06 5Ω 0.03 0.02 49 Định vị cố đường dây truyền tải dựa theo phân bố điện áp từ hai đầu đường dây 10 Ω 0.03 0.025 Các nhận xét kết mô phỏng: - Kết tính toán định vị cố cho độ xác cao Sai số lớn theo bảng tổng kết 0.07% ứng với trường hợp cố km thứ 50 đường dây (giữa đường dây) - Kết tính toán cho độ xác cao số liệu đầu vào xác (thông số dòng điên, điện áp tổng trở) Sai số mắc phải việc làm tròn số - Một yếu tố ảnh hưởng đến tính xác sử dụng phép tìm kiếm cố thuật toán dò tìm Bước tăng biến số sau lần tính toán gây ảnh hưởng đến độ xác - Theo sô liệu Bảng thấy rằng: giảm bước tăng vị trí cố (giảm từ 0.1km xuống 0.05km) sai số phép tính toán giảm lượng gần tương ứng (tính theo phần trăm) Tuy nhiên giảm bước dịch chuyển vị trí cố làm tăng thời gian tính toán Vậy kết luận bước tính toán ảnh hưởng đến độ xác phép định vị cố 50 Định vị cố đường dây truyền tải dựa theo phân bố điện áp từ hai đầu đường dây CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ ĐÁNH GIÁ 5.1 Kết luận Luận văn vào tìm hiểu giới thiệu phương pháp xác định điểm cố dựa thông tin đo lường từ hai phía đường dây Thông tin được đồng chưa đồng Hiện rơle trang bị chức ghi lưu dạng sóng, biên độ, góc pha dòng điện điện áp cố xảy Cho nên thuật toán thực cách sử dụng thông tin sẵn có tương đối khả thi Thuật toán thể ưu điểm phương trình tính toán vị trí điểm cố thành phần góc đồng bộ, việc tín hiệu đo đồng hay không đồng không gây ảnh hưởng đến tính toán Mặt khác, phép tính toán loại trừ điện trở hồ quang điểm cố nên tránh sai số rơle bảo vệ khoảng cách mắc phải Kết tính toán mô với trường hợp cụ thể trường hợp sảy cho thấy tính xác thuật toán Như thuật toán có ưu điểm bật thuật toán bao gồm: - Không yêu cầu liệu đầu phải đồng (trong mô cố ý tạo góc lệch pha tín hiệu thu từ đầu thuật toán tính toán xác vị trí cố mà không cần đồng lại tín hiệu) - Tổng trở nguồn không ảnh hưởng đến thuật toán định vị điểm cố Các thuật toán tính toán bị ảnh hưởng thông số tổng trở nguồn cho kết không xác Việc xác định xác tổng trở nguồn tương đối khó khăn (chỉ mang tính giả thiết) - Không yêu cầu xác định loại cố thông tin trước cố Thuật toán mô tính toán trường hợp cố không yêu cầu dạng cố - Các yếu tố bên ngoài, tổng trở nguồn (X/R tỷ lệ khác mạng) không ảnh hưởng đến độ xác Các thành phần khác 51 Định vị cố đường dây truyền tải dựa theo phân bố điện áp từ hai đầu đường dây phương trình định vị điểm cố nên không ảnh hưởng đến tính xác thuật toán - Phương pháp tính toán tìm vị trí cố dựa nguyên lý đơn giản, đảm bảo tìm nghiệm số Tuy nhiên thời gian tính toán chậm phương pháp khác 5.2 Phương hướng nghiên cứu tương lai Để khai thác cách có hiệu đưa thuật toán vào áp dụng thực tế tương lai cần mở rộng nghiên cứu sang lĩnh vực sau: - Xây dựng phần mềm trích xuất thông tin từ ghi cố rơle để đưa vào thuật toán đề xuất luận văn - Xét tới sai số thiết bị đo lường BU BI - Áp dụng tính toán với trường hợp đường dây có phân nhánh trường hợp thông tin ghi nhận không đầy đủ - Mô hình đường dây sử dụng luận văn giả thiết đồng nhất, tương lai xét tới trường hợp đường dây có dây dẫn không đồng (nhiều chủng loại dây tuyến) 52 Định vị cố đường dây truyền tải dựa theo phân bố điện áp từ hai đầu đường dây TÀI LIỆU THAM KHẢO Eduardo G Silveira and Clever Pereira, Transmission Line Fault Location Using Two-Terminal Data Without Time Synchronization, IEEE Transactions on power systems, vol 22, no 1, 2007 Julio César Urresty, Analysis of Phenomena, that Affect the DistanceProtection 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 Novosel, D, et al 1, s.l, Unsynchronized two-terminal fault location estimation, IEEE Transactions on Power Delivery , 1996, Vol 11 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 S.H Horowitz and A.G Phadke, Power System Relaying, John Wiley&Sons Inc 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 Saha, Murari Mohan, Izykowski, Jan Jozef, Rosolowski, Eugeniusz, Fault location on power networks, Springer, 2010 53 Định vị cố đường dây truyền tải dựa theo phân bố điện áp từ hai đầu đường dây PHỤ LỤC Lập trình Matlab tính toán vị trí điểm cố cho đường dây dựa theo phân bố điện áp từ hai phía clc clear all close all format short A = xlsread('Dulieu.xlsx','0ohm50km'); % Doc du lieu tu file Excel - Su co 5ohm & 30km %%++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++ % CAC THONG SO DUONG DAY L=100; % Chieu dai duong day tinh bang km Lscthuc=20; t1=0.5; dt=2; % Vi tri diem su co thuc te mo phong (km) % Thoi gian trich lay du lieu su co % Co y lam mat dong bo tin hieu thu duoc voi khoang lech la delta mau % Thong so duong day tinh cho 100km R1=0.0346755486; % dien tro TTT cua 100km duong day X1=0.423365555; % dien khang TTT cua 100km duong day B1=2.72598288E-6; % dung dan TTT cua 100km duong day G1=1E-7; % tong dan TTT cua 100km duong day Z1=R1+i*X1; Y1=G1+i*B1; % Tinh toan cac thong so cua duong day theo mo hinh thong so rai zc=sqrt(Z1/Y1); gama=sqrt(Z1*Y1); % Doc cac phan dong dien va dien ap TTT tu ma tran A (thu duoc tu file Excel) 54 Định vị cố đường dây truyền tải dựa theo phân bố điện áp từ hai đầu đường dây IS=1000*A(t1*1000+2,2)*exp(i*(A(t1*1000+2,3))); %nhan voi 1000 chuyen dong, ap sang don vi V, A VS=1000*A(t1*1000+2,4)*exp(i*(A(t1*1000+2,5))); %nhan voi 1000 chuyen dong, ap sang don vi V, A IR=1000*A(t1*1000+2+dt,6)*exp(i*(A(t1*1000+2,7))); %nhan voi 1000 chuyen dong, ap sang don vi V, A VR=1000*A(t1*1000+2+dt,8)*exp(i*(A(t1*1000+2,9))); %nhan voi 1000 chuyen dong, ap sang don vi V, A m = 0; % Bien chay trung gian step = 1e-2; %Buoc dich chuyen tim vi tri su co B=[]; for Lsc=0:step:L % gia thiet vi tri su co chay tu dau duong day den het chieu dai duong day m = m + 1; %bien chayj trung gian VRF=cosh(gama*(1-Lsc/L)*L)*VR-zc*sinh(gama*(1-Lsc/L)*L)*IR; % tinh dien ap toi diem su co tu nut R VSF=cosh(gama*(Lsc/L)*L)*VS-zc*sinh(gama*(Lsc/L)*L)*IS; % tinh dien ap toi diem su co tu nut S B(m,1)=VRF; % ghan gia tri dien ap nut R tinh duoc vao mang trung gian B(m,2)=VSF; % ghan gia tri dien ap nut R tinh duoc vao mang trung gian end % Ve thi Lsc = 0:step:L; plot(Lsc, abs(B(:,1)), 'color', 'b', 'linewidth', 1.5); grid on; hold on; plot(Lsc, abs(B(:,2)), 'color', 'r', 'linewidth', 1.5); legend('VRF', 'VSF', 'Location', 'Best') tamthoi = abs(abs(B(:,1)) - abs(B(:,2))); [k, p] = min(tamthoi); 55 Định vị cố đường dây truyền tải dựa theo phân bố điện áp từ hai đầu đường dây title(strcat('Vi tri su co la: ', num2str(p*step), 'km tinh tu phia dau S')) vitri=(p*step); % Vi tri su co tinh duco saiso=(vitri-Lscthuc)*100/L % Sai so cua vi tri su co tinh duoc - 56 ... pháp định vị cố dựa tín hiệu đo lường từ hai 22 Định vị cố đường dây truyền tải dựa theo phân bố điện áp từ hai đầu đường dây đầu đường dây đề xuất thuật toán xác định vị trí cố dựa theo phân bố. .. lai Định vị cố đường dây truyền tải dựa theo phân bố điện áp từ hai đầu đường dây CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ ĐỊNH VỊ SỰ CỐ TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN 1.1 Ý nghĩa việc định vị xác điểm cố đường dây tải điện. .. Matlab tính toán vị trí điểm cố cho đường dây dựa theo phân bố điện áp từ hai phía 54 ii Định vị cố đường dây truyền tải dựa theo phân bố điện áp từ hai đầu đường dây LỜI CAM ĐOAN