Giới thiệu chung 2. Phương án bảo vệ bộ phận (unit protection schemes) 3. Điều khiển bảo vệ từ xa 4. Ngắt từ xa (intertripping) 5. Yêu cầu thực hiện 6. Môi trường truyền tín hiệu và nhiễu 7. Phương pháp phát tín hiệu (signaling)Giới thiệu chung 2. Phương án bảo vệ bộ phận (unit protection schemes) 3. Điều khiển bảo vệ từ xa 4. Ngắt từ xa (intertripping) 5. Yêu cầu thực hiện 6. Môi trường truyền tín hiệu và nhiễu 7. Phương pháp phát tín hiệu (signaling)
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HCM © Department of Power Systems Bảo vệ: Phương pháp tín hiệu (signaling) ngắt có điều khiển (intertripping) GVHD: Phạm Đình Anh Khơi Sinh viên thực hiện: Cao Sỹ Kỳ - 41201808 Trần Thủy Hoàng - 41201248 Phạm Duy Vương - 41204668 Protection: Signalling and Intertripping page 1/32 Mục lục Giới thiệu chung © Department of Power Systems Phương án bảo vệ phận (unit protection schemes) Điều khiển bảo vệ từ xa Ngắt từ xa (intertripping) Yêu cầu thực Mơi trường truyền tín hiệu nhiễu Phương pháp phát tín hiệu (signaling) Protection: Signalling and Intertripping page 2/32 © Department of Power Systems Giới thiệu chung - Truyền phát tín hiệu bảo vệ phương án dùng số rơle để điều khiển rơle khác từ xa, để bảo vệ phận cần hình thức giao tiếp khác - Ngắt từ xa hình thức giao tiếp phát tín hiệu để điều khiển CB ngắt từ xa - Thông điệp giao tiếp yêu cầu đơn giản, dẫn thiết bị biết hành động cần phải làm (ngắt, chặn,…) liệu đo để chuyển từ thiết bị sang thiết bị khác Protection: Signalling and Intertripping page 3/32 Giới thiệu chung © Department of Power Systems Các loại kênh truyền tín hiệu bảo vệ: - Dây dẫn phụ/cáp thơng tin ngành điện mạng bưu viễn thơng - Kênh tải ba (Power Line Carrier): Tải tín hiệu tần số cao dây dẫn đường dây tải điện - Kênh thông tin vô tuyến siêu cao tần (viba) - Cáp quang Protection: Signalling and Intertripping page 4/32 © Department of Power Systems Phương án bảo vệ phận - Phương án bảo vệ phận so sánh tín hiệu pha,dòng điện tín hiệu khác để xác định số lượng rơle điểm cần đặt rơle bảo vệ điểm cần đặt rơle điều khiển bảo vệ từ xa - Việc so sánh tín hiệu điểm cần bảo vệ điểm cần đặt rơle bảo vệ từ xa cung cấp thông tin giúp phát cố khu vực cần bảo vệ Protection: Signalling and Intertripping page 5/32 Điều khiển bảo vệ từ xa © Department of Power Systems - Điều khiển bảo vệ từ xa gửi mọt tín hiệu để khảo sát lệnh điều khiển điểm bảo với điểm cần đặt rờ le bảo vệ từ xa - Thông điệp phản hồi nhận giúp tăng tốc độ xử lý cố vùng bảo vệ chặn q trình ngắt từ cố ngồi vugnf bảo vệ - Hệ thống bảo vệ từ xa thiết kế dựa vào chế độ vận hành hệ thống vai trò lệnh điều khiển bảo vệ từ xa hệ thống Protection: Signalling and Intertripping page 6/32 Ngắt từ xa (Intertripping) © Department of Power Systems - Ngắt từ xa ngắt có điều khiển CB để cách ly mạch điện thiết bị cách phối hợp ngắt với CB khác - Mục đích ngắt từ xa bảo vệ hai đầu bị cố mạch điện để cách ly khỏi thiết bị có liên quan - Đối với phương án EHV (extremely high voltage) cần phải bảo vệ với độ tin cậy cao, ngắt từ xa hỗ trợ bảo vệ ngắt lại trường hợp ngắt thất bại Protection: Signalling and Intertripping page 7/32 Ngắt từ xa (Intertripping) © Department of Power Systems Ngắt trực tiếp (Direct Tripping) - Trong ứng dụng ngắt trực tiếp, tín hiệu ngắt có điều khiển gửi trực tiếp đến rơle ngắt tổng, lệnh phản hồi làm cho CB vận hành - Tín hiệu ngắt trực tiếp phải đáng tin cậy an tồn tín hiệu nhận đầu nhận ngắt mạch điện - Khi thiết kế hệ thống phương pháp phải đặc biệt ý đến tượng ngắt giả Bởi tượng ngắt giả xảy ra, dẫn đến cách ly không cần thiết thiết bị hệ thống Protection: Signalling and Intertripping page 8/32 Ngắt từ xa (Intertripping) © Department of Power Systems Ngắt cho phép (Permissive Tripping) - Lệnh ngắt cho phép quan sát rơle bảo vệ CB ngắt nhận tín hiệu phản hồi khớp với vận hành bảo vệ rơle bảo vệ - Yêu cầu độ tin cậy an tồn kênh giao tiếp khơng cần thiết ngắt trực tiếp - Mục đích phương pháp giúp tăng tốc độ ngắt cho lỗi xảy vùng bảo vệ Protection: Signalling and Intertripping page 9/32 Ngắt từ xa (Intertripping) © Department of Power Systems Phương pháp chặn (Blocking Scheme) - Lệnh chặn bắt đầu thiết bị bảo vệ phát cố bên vùng bảo vệ - Khi phát cố bên vùng bảo vệ đầu mạch bảo vệ tín hiệu chặn gửi đến đầu điều khiển Tại đầu điều khiển nhận tín hiệu ngăn đầu điều khiển vận hành bảo vệ từ cố bên vùng bảo vệ Protection: Signalling and Intertripping page 10/32 Mơi trường truyền tín hiệu nhiễu Các kênh tải ba (PLC) © Department of Power Systems - Sử dụng dây dẫn đường dây tải điện để truyền tín hiệu cao tần dùng cho bảo vệ thông tin liên lạc - Ưu điểm dây dẫn chắn hơn, tổn hao truyền tín hiệu thấp hơn, kênh truyền hồn tồn nằm quy ền kiểm sốt cơng ty điện lực Protection: Signalling and Intertripping page 18/32 © Department of Power Systems Mơi trường truyền tín hiệu nhiễu - Sơ đồ hai pha có tốn so với sơ đồ pha - đất, mức tổn hao truyền tín hiệu thấp khơng bị phụ thuộc vào điện trở đất nối đất dùng rộng rãi - Tổn hao tín hiệu đường dây phụ thuộc vào mưa ẩm - Công suất đầu thiết bị phát cao tần thường từ ÷ 100W tuỳ tương quan tín hiệu – nhiễu Protection: Signalling and Intertripping page 19/32 © Department of Power Systems Mơi trường truyền tín hiệu nhiễu - Khi có sét đánh vào đường dây đường dây bị cố hay thao tác đóng cắt, gây nhiễu mạnh đến kênh thơng tin làm cho thiết bị thu cao tần bị tải thiết bị thuộc hệ thống ngắt liên động phải chỉnh định để không xảy tác động nhầm - Mức độ tắt dần tín hiệu cao tần truyền qua kênh dẫn phụ thuộc vào loại cố, nhiên thường chọn giới hạn 20 đến 30dB Protection: Signalling and Intertripping page 20/32 Mơi trường truyền tín hiệu nhiễu Các kênh vơ tuyến vi ba © Department of Power Systems - Các kênh vi ba cho phép truyền tín hiệu dải rộng sử dụng modem với lực truyền lớn - Tín hiệu bảo vệ điều khiển truyền nối tiếp với độ dài đủ lớn độ mã hoá phức tạp để đảm bảo độ tin cậy truyền tin giữ tốc độ truyền cao - Các thiết bị vi ba làm việc với tần số từ 0,2 ÷ 10GHz làm việc có định hướng dải tần số định trước nên bị nhiễu, cho phép sử dụng đồng thời nhiều kênh thông tin mở rộng dải tần số tín hiệu truyền để dùng cho mục đích thơng tin (thoại) lẫn truyền liệu Protection: Signalling and Intertripping page 21/32 © Department of Power Systems Mơi trường truyền tín hiệu nhiễu - Mức độ tắt dần tín hiệu vi ba khơng phụ thuộc cố đường dây tải điện bị ảnh hưởng nhiễu vô tuyến, nhiễu thường thân thiết bị vô tuyến gây nên - Chiều cao cột ăng ten vi ba hạn chế để ảnh hưởng gió bão thay đổi nhiệt không tác động nhiều đến làm việc ăng ten Protection: Signalling and Intertripping page 22/32 Mơi trường truyền tín hiệu nhiễu © Department of Power Systems Cáp quang - Cáp quang sợi thuỷ tinh nhỏ có khả truyền ánh sáng xa, có khả truyền dẫn lượng thơng tin khổng lồ khả kháng nhiễu tốt Protection: Signalling and Intertripping page 23/32 Mơi trường truyền tín hiệu nhiễu © Department of Power Systems - Trong hệ thống điện cáp quang thường chế tạo kết hợp bên dây nhôm lõi thép để làm nhiệm vụ chống sét đường dây tải điện - Thiết bị để mã hoá giải mã thường sử dụng có tần số tương ứng với bước sóng 850, 1300, 1550 nanomet - Với kênh truyền tín hiệu quang tần số hàng trăm MHz khoảng cách truyền hàng chục km, khoảng cách lớn cần có trạm lặp trung gian - Hiện cáp quang chế tạo kết hợp với cáp lực để giảm giá thành tăng tính bền vững, an tồn tuyến cáp quang Protection: Signalling and Intertripping page 24/32 Phương pháp phát tín hiệu Có nhiều phương pháp khác sử dụng truyền phát tín hiệu bảo vệ: © Department of Power Systems - Tín hiệu điện áp DC DC đảo áp - Những tín hiệu âm tần số cao tần số nói - Điều chế tần số tín hiệu âm liên quan đến hay nhiều tông tần số cao tần số giọng nói Người ta quy định băng thơng/ kênh truyền sóng 4KHz thường gọi kênh truyền sóng tần số giọng nói (vf) Tần số giọng nói chọn làm tần số chuẩn hóa truyền thơng Protection: Signalling and Intertripping page 25/32 © Department of Power Systems Phương pháp phát tín hiệu Protection: Signalling and Intertripping page 26/32 Phương pháp phát tín hiệu © Department of Power Systems Tín hiệu điện áp DC - Một tín hiệu điện áp DC hay tín hiệu điện áp DC đảo chiều sử dụng để khảo sát tín hiệu điểm rơle bảo vệ hệ thống điện - Tuy nhiên, phù hợp cho dây dẫn phụ cáp thông tin cần tốc độ truyền tín hiệu thấp có sẵn an toàn Protection: Signalling and Intertripping page 27/32 Phương pháp phát tín hiệu © Department of Power Systems Tín hiệu âm - Những tín hiệu âm tần số cao sử dụng thành cơng việc chặn lênh ngắt đường dây điện - Một lệnh chặn gửi từ đầu tới đồng thời tất đầu khác qua kênh truyền tải ba - Những tín hiệu tần số âm sử dụng cho lệnh chặn, ngắt cho phép, ngắt trực tiếp tất môi trường truyền tải, hoạt động mức tín hiệu thấp cho độ an tồn khơng cao Protection: Signalling and Intertripping page 28/32 Phương pháp phát tín hiệu Điều chế tần số tín hiệu âm © Department of Power Systems (Frequency Shift Keyed Signals) - Điều chế tần số tín hiệu âm tần số cao sử dụng đường dây truyền tải điện vận hành thời gian ngắn (15 ms cho chặn ngắt cho phép, 20 ms cho ngắt trực tiếp) - Yêu cầu bảo mật đạt cách sử dụng băng thông rộng phát tiếng ồn để giám sát tín hiệu hoạt động thực tế thiết bị - Kỹ thuật điều chế tần số làm cho vận hành tốt hơn, loại bỏ thành phần tín hiệu nhiễu Protection: Signalling and Intertripping page 29/32 © Department of Power Systems Phương pháp phát tín hiệu - Các tín hiệu bảo vệ vận hành bao gồm chuỗi mã âm với giọng nói, tơng, mã nhiều bit sử dụng tông rời rạc cho bit liên tiếp, thay đổi tần số - Sử dụng mã phức tạp tăng độ bảo mật cho vận hành truyền phát tín hiệu - Công suất tiếng ồn tỉ lệ trực tiếp với băng thông, băng thông lớn làm gian tăng công suất ồn vào detector, làm cho vận hành khó có diện có tiếng ồn, dẫn đến khó để đạt vừa độ tin cậy cao vừa bảo mật cao Protection: Signalling and Intertripping page 30/32 © Department of Power Systems TÀI LIỆU THAM KHẢO Giáo trình Bảo vệ hệ thống điện - ThS Nguyễn Văn Đạt - TS Nguyễn Đăng Toản Protection: Signalling and Intertripping page 31/32 © Department of Power Systems THE END Thank you for your attention! Protection: Signalling and Intertripping page 32/32 ... dụng ngắt trực tiếp, tín hiệu ngắt có điều khiển gửi trực tiếp đến rơle ngắt tổng, lệnh phản hồi làm cho CB vận hành - Tín hiệu ngắt trực tiếp phải đáng tin cậy an toàn tín hiệu nhận đầu nhận ngắt. .. Systems Phương pháp phát tín hiệu Protection: Signalling and Intertripping page 26/32 Phương pháp phát tín hiệu © Department of Power Systems Tín hiệu điện áp DC - Một tín hiệu điện áp DC hay tín hiệu. .. thành tăng tính bền vững, an tồn tuyến cáp quang Protection: Signalling and Intertripping page 24/32 Phương pháp phát tín hiệu Có nhiều phương pháp khác sử dụng truyền phát tín hiệu bảo vệ: