Nghiên cứu phối hợp tối ưu sự làm việc của các thiết bị tự động đóng cắt trong lưới điện phân phối

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - TRƢƠNG HẢI NAM NGHIÊN CỨU PHỐI HỢP TỐI ƢU SỰ LÀM VIỆC CỦA CÁC THIẾT BỊ TỰ ĐỘNG ĐÓNG CẮT TRONG LƢỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT KỸ THUẬT ĐIỆN Hà Nội - Năm 2019 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - TRƢƠNG HẢI NAM NGHIÊN CỨU PHỐI HỢP TỐI ƢU SỰ LÀM VIỆC CỦA CÁC THIẾT BỊ TỰ ĐỘNG ĐÓNG CẮT TRONG LƢỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI Chuyên ngành: Kỹ thuật điện LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT KỸ THUẬT ĐIỆN NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: TS NGUYỄN XUÂN TÙNG Hà Nội – Năm 2019 MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN iii LỜI CẢM ƠN iv MỞ ĐẦU v CHƢƠNG I – GIỚI THIỆU CHUNG 1.1 Tổng quan chung lƣới điện phân phối 1.2 Các thiết bị đóng cắt lƣới phân phối 1.2.1 Máy cắt trung áp 1.2.2 Thiết bị tự đóng lại 1.2.3 Cầu dao phân đoạn tự động 1.2.4 1.2.5 1.2.6 Cầu chì tự rơi Cầu dao phụ tải (Load Break Switch) Nhận xét chung CHƢƠNG PHƢƠNG THỨC PHỐI HỢP CÁC BẢO VỆ CHO ĐƢỜNG DÂY TRUNG ÁP 10 2.1 Phƣơng thức bảo vệ cho đƣờng dây trung áp 10 2.2 Nguyên lý bảo vệ dòng điện 11 2.2.1 Khái niệm bảo vệ dòng 11 2.2.2 Nguyên lý bảo vệ q dịng có thời gian (I>) 11 2.2.3 Nguyên lý bảo vệ dòng cắt nhanh (I>>) 16 2.2.4 Nguyên lý đảm bảo tính chọn lọc bảo vệ q dịng 18 2.3 Phƣơng thức chỉnh định bảo vệ q dịng điện có thời gian sử dụng nhƣợc điểm 20 2.4 Nghiên cứu đề xuất sử dụng đặc tính thời gian phụ thuộc cho bảo vệ dòng 23 CHƢƠNG THUẬT TỐN PHỐI HỢP CÁC BẢO VỆ Q DỊNG SỬ DỤNG ĐẶC TÍNH THỜI GIAN PHỤ THUỘC CHO ĐƢỜNG DÂY TRUNG ÁP 25 3.1 Xác định hàm mục tiêu ràng buộc 25 3.1.1 Xác định hàm mục tiêu 25 3.1.2 Xác định ràng buộc 26 3.2 Công cụ tính tốn đƣợc sử dụng 28 3.2.1 Giới thiệu phần mềm Matlab 28 i 3.2.2 Cơng cụ tính tốn tối ƣu Matlab 31 3.3 Xây dựng phƣơng trình đặc tính cầu chì 31 CHƢƠNG TÍNH TỐN ÁP DỤNG PHỐI HỢP CÁC BẢO VỆ Q DỊNG SỬ DỤNG ĐẶC TÍNH THỜI GIAN PHỤ THUỘC CHO ĐƢỜNG DÂY TRUNG ÁP 40 4.1 Xây dựng thuật tốn kịch tính toán 40 4.1.1 Xây dựng thuật toán 40 4.1.2 Các kịch áp dụng tính toán 42 4.2 Mô tả lƣới điện cần nghiên cứu chuẩn bị số liệu 42 4.2.1 Mô tả lƣới điện 42 4.2.2 Xây dựng phƣơng trình đặc tính cầu chì 46 4.3 Đánh giá khả phối hợp bảo vệ lƣới điện có 49 4.4 Các kịch tính tốn kết 53 4.4.1 Kịch 1: trƣờng hợp thiết bị bảo vệ sử dụng thời gian phụ thuộc với đặc tính dốc bình thƣờng (dốc tiêu chuẩn) 53 4.4.2 Kịch 2: trƣờng hợp thiết bị bảo vệ sử dụng thời gian phụ thuộc với đặc tính dốc 56 4.4.3 Kịch 3: trƣờng hợp thiết bị bảo vệ sử dụng thời gian phụ thuộc với đặc tính dốc 58 4.4.4 Kịch tổng hợp: bảo vệ sử dụng đặc tính khác 59 CHƢƠNG KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT HƢỚNG NGHIÊN CỨU 62 5.1 Kết luận luận văn 62 5.2 Đề xuất hƣớng nghiên cứu tƣơng lai 63 TÀI LIỆU THAM KHẢO 64 PHỤ LỤC 65 ii 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 cơng bố cơng 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 Trương Hải Nam iii LỜI CẢM ƠN Tôi xin bày tỏ lịng kính trọng biết ơn sâu sắc tới TS Nguyễn Xuân Tùng, giảng viên Bộ môn Hệ thống điện – Viện Điện – Trƣờng Đại học Bách khoa Hà Nội, ngƣời thầy trực tiếp hƣớng dẫn tơi suốt q trình thực đề tài Tôi xin bày tỏ lời cảm ơn chân thành tới Ban Giám hiệu, Viện Đào tạo Sau đại học, Viện Điện, thƣ viện Tạ Quang Bửu, giảng viên Trƣờng Đại học Bách khoa Hà Nội hƣớng dẫn tơi khóa học hồn thành đề tài Tôi xin gửi lời cảm ơn tới cán hành Viện Điện Viện Đào tạo Sau đại học giúp đỡ q trình học tập trƣờng Để có đƣợc ngày hôm không nhắc đến ngƣời thân gia đình tạo hậu phƣơng vững giúp tơi n tâm hồn thành cơng việc nghiên cứu Cuối tơi xin gửi tới toàn thể bạn bè đồng nghiệp lời biết ơn chân thành tình cảm tốt đẹp giúp đỡ quý báu mà ngƣời dành cho suốt thời gian làm việc, học tập, nghiên cứu thực đề tài Trương Hải Nam iv MỞ ĐẦU Lƣới điện phân phối có chiều dài đƣờng dây số lƣợng phụ tải lớn, yêu cầu đảm bảo cung cấp điện liên tục tốn phức tạp, cần có phối hợp đồng nhiều giải pháp Hệ thống rơle bảo vệ thiết bị đóng cắt lƣới có nhiệm vụ đảm bảo nhanh chóng lập phân đoạn đƣờng dây cố, trì tối đa số lƣợng phụ tải không bị điện Để đảm bảo điều cần phối hợp chỉnh định thiết bị đóng cắt lƣới theo phƣơng thức tối ƣu Do số lƣợng đƣờng dây lớn nên lƣới phân phối đƣợc trang bị bảo vệ dòng đơn giản, phối hợp bảo vệ dựa theo phối hợp thời gian Mặt khác thông tin cần thiết để chỉnh định bảo vệ thƣờng thay đổi (công suất ngắn mạch nguồn, số lƣợng phụ tải) nên điện lực chủ yếu sử dụng đặc tính thời gian độc lập cho bảo vệ dòng Ƣu điểm đặc tính thời gian độc lập chỉnh định dễ dàng, giá trị dòng khởi động thời gian làm việc bảo vệ chỉnh định riêng rẽ; nhiên dạng đặc tính có nhiều hạn chế nhƣ phải phối hợp nhiều thiết bị đóng cắt dẫn tới thời gian làm việc bảo vệ gần nguồn bị kéo dài, tăng mức độ phá hoại dòng cố Mặt khác yêu cầu điều độ A1 thời gian bảo vệ cho máy cắt tổng phía 22kV, 35kV cố định, dẫn tới phải giảm bậc phân cấp thời gian bảo vệ phía sau có nhiều thiết bị xuất tuyến Khi giảm bậc phân cấp thời gian làm bảo vệ dễ bị tác động vƣợt cấp Xuất phát từ nhận định đây, nội dung luận văn tập trung vào nghiên cứu sử dụng đặc tính thời gian phụ thuộc cho bảo vệ q dịng Đặc tính thời gian phụ thuộc có ƣu điểm đảm bảo thời gian làm việc bảo vệ có cố gần nguồn nhỏ, nhiên chỉnh định cần xem xét đồng thời hai đại lƣợng dòng khởi động hệ số nhân thời gian đặc tính đƣợc chọn Bài tốn trở lên phức tạp xét tới ràng buộc thời gian điều độ A1 qui định xét tới trƣờng hợp cấu hình lƣới có thay đổi có cố, cần cấp điện ngƣợc cho phụ tải xuất tuyến lân cận v Phạm vi nghiên cứu luận văn giới hạn áp dụng với đƣờng dây 22kV thuộc lƣới điện có trung tính nối đất trực tiếp tính tốn với chức bảo vệ q dịng có thời gian (I>) Chức bảo vệ dòng chạm đất có thời gian đƣợc tính tốn chỉnh định tƣơng tự nên không đề cập tới luận văn giới hạn thời gian nghiên cứu Về mặt cấu trúc luận văn đƣợc chia thành chƣơng Chƣơng 1: Tổng quan chung cấu hình lƣới phân phối điện thiết bị đóng cắt Giới thiệu chung lƣới phân phối thiết bị đóng cắt phổ biến lƣới, ƣu điểm hạn chế thiết bị Chƣơng 2: Phƣơng thức bảo vệ đƣờng dây trung áp thuộc lƣới điện phân phối Các nguyên lý bảo vệ đƣợc sử dụng Phƣơng thức chỉnh định phối hợp bảo vệ lƣới phân phối đƣợc sử dụng Đánh giá vấn đề tồn đề xuất hƣớng nghiên cứu Chƣơng 3: Các vấn đề khó khăn tính tốn chỉnh định bảo vệ q dịng sử dụng đặc tính thời gian phụ thuộc Đề xuất tốn tối ƣu cần giải ràng buộc phối hợp chỉnh định Lựa chọn công cụ phù hợp để giải tốn tối ƣu Chƣơng 4: Tính tốn kiểm chứng đề xuất nghiên cứu với xuất tuyến lƣới điện thuộc Công ty Điện lực Sơn La, đánh giá kết nhận đƣợc khả áp dụng thực tế Chƣơng 5: Kết luận đề xuất hƣớng nghiên cứu tƣơng lai vi DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT TĐL Thiết bị tự đóng lại BV Bảo vệ TSM Time Setting Multiplier – Bội số nhân thời gian PS Plug Setting – Bội số dòng khởi động STI Safety Time Interval – Bậc phân cấp thời gian ESS Sum of Square Residual - tổng độ lệch bình phƣơng phần dƣ TSS Total Sum of Squares - tổng độ lệch bình phƣơng tồn vii DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng 3.3.1 Bảng đặc tính dịng điện – thời gian cầu chì 3A 34 Bảng 4.2.1 Tính tốn dịng làm việc lớn lộ 476 E17.1 45 Bảng 4.2.2 Tính tốn dịng khởi động cho thiết bị bảo vệ lộ 476 E17.1 46 Bảng 4.2.3 Đặc tính dòng điện – thời gian dây chảy 48 Bảng 4.4.1 Dòng điện khởi động thiết bị bảo vệ lộ 476 E17.1 theo kịch 54 Bảng 4.4.2 So sánh tính tốn với giá trị Điện lực sử dụng kịch 55 Bảng 4.4.3 Bậc phân cấp thời gian đạt kịch 55 Bảng 4.4.4 So sánh tính tốn với giá trị Điện lực sử dụng kịch 57 Bảng 4.4.5 Bậc phân cấp thời gian đạt kịch 57 Bảng 4.4.6 So sánh tính toán với giá trị Điện lực sử dụng kịch 58 Bảng 4.4.7 Bậc phân cấp thời gian đạt kịch 59 Bảng 4.4.8 Hàm mục tiêu theo kịch tổng hợp 60 viii bảo vệ chỗ vùng bảo vệ dự phòng bảo vệ cấp Vùng bảo vệ dự phòng bảo vệ dòng giả thiết bao trùm tới hết phân đoạn thứ nhất, không xét tới việc dự phòng cho phân đoạn thứ hai khơng cần thiết Các ràng buộc:  Dịng khởi động bảo vệ nằm dải: Phân đoạn Thiết bị bảo vệ Rơle (của điện lực) Dòng điện khởi động (min÷max) (A) 450÷816 TĐL1 204÷512 TĐL2 126÷253 Bảng 4.4.1 Dịng điện khởi động thiết bị bảo vệ lộ 476 E17.1 theo kịch  Bậc phân cấp thời gian loại bảo vệ nhƣ sau: o ΔtRơle A1-Rơle Điện lực ≥ 0.5 giây o ΔtRơle-TĐL ≥ 0.5 giây o ΔtRơle-Cầu chì ≥ 0.2 giây o ΔtTĐL-Cầu chì ≥ 0.2 giây  Thời gian đặt rơle bảo vệ tổng A1 1.2 giây  Đặc tính làm việc loại dốc bình thƣờng (dốc tiêu chuẩn) với phƣơng trình đặc tính nhƣ sau: t 0.14 I 0.02 I * Tp ( s) 1 kd Kết tính tốn tối ƣu phối hợp bảo vệ nhƣ sau: 54 Phoi hop dac tinh cac bao ve 2.5 Role dien luc TDL1 TDL2 Cau chi 15A Cau chi 10A Role A1 Thoi gian tac dong (giay) Phan doan Phan doan Phan doan 1.5 0.5 500 1000 1500 2000 2500 3000 Dong dien (A) Hình 4.4.1 Phối hợp đặc tính bảo vệ kịch Giá trị chỉnh định thiết bị bảo vệ hàm mục tiêu đạt đƣợc so sánh với trƣờng hợp dùng giá trị chỉnh định Điện lực sử dụng: Các ký hiệu: - I: dòng khởi động bảo vệ (A) - Tp: hệ số nhân thời gian Rơle Hạng mục Ikhởi động Tính tốn tối 614 ƣu Điện lực 400 sử dụng Dạng đặc tính TĐL1 Tp TĐL2 Ikhởi động Tp Ikhởi động Tp Giá trị hàm mục tiêu 0.13 512 0.1 116 0.1 559 0.28 300 0.23 100 0.16 784 Dốc tiêu chuẩn Bảng 4.4.2 So sánh tính tốn với giá trị Điện lực sử dụng kịch Bậc phân cấp thời gian đạt đƣợc Thiết bị bảo vệ Bậc phân cấp đạt đƣợc (giây) Dạng đặc tính Rơle điện lực Rơle A1 0.35 TĐL1 0.33 Dốc tiêu chuẩn Bảng 4.4.3 Bậc phân cấp thời gian đạt kịch 55 TĐL2 0.5 Có thể thấy tính tốn gia trị cài đặt tối ƣu dẫn tới giảm đƣợc tổng thời gian loại trừ cố bảo vệ xảy cố điểm lƣới Giá trị tối ƣu đạt đƣợc theo cách tăng dịng khởi động giảm hệ số nhân thời gian so với giá trị thời Tuy nhiên thấy bậc phân cấp thời gian nhỏ đạt 0.33 giây thay 0.5 giây nhƣ ràng buộc đặt ra, kết tìm đƣợc tốt nhƣng chƣa thỏa mãn ràng buộc Trong thực tế bậc phân cấp thời gian nằm khoảng 0,3÷0,6 (giây), với giá trị bậc phân cấp đạt đƣợc nhƣ chấp nhận đƣợc 4.4.2 Kịch 2: trường hợp thiết bị bảo vệ sử dụng thời gian phụ thuộc với đặc tính dốc Trong thực tế Điện lực sử dụng đặc tính dốc tiêu chuẩn bảo vệ đƣợc sử dụng Phần tính tốn thử nghiệm với việc sử dụng đặc tính dốc Các ràng buộc hàm mục tiêu giữ nguyên không đổi so với kịch Đặc tính thời gian dốc có phƣơng trình nhƣ sau: t 13.5 I I * Tp ( s) 1 kd Kết tính tốn phối hợp đặc tính: 56 Phoi hop dac tinh cac bao ve 2.5 Role dien luc TDL1 TDL2 Cau chi 15A Cau chi 10A Role A1 Thoi gian tac dong (giay) Phan doan Phan doan Phan doan 1.5 0.5 500 1000 1500 2000 2500 3000 Dong dien (A) Hình 4.4.2 Phối hợp đặc tính bảo vệ kịch Hàm mục tiêu giá trị chỉnh định tối ƣu sử dụng đặc tính dốc: Rơle Hạng mục Ikhởi động Tính tốn tối 452 ƣu Điện lực 400 sử dụng Dạng đặc tính TĐL1 Tp Ikhởi động Tp TĐL2 Ikhởi động Tp Giá trị hàm mục tiêu 0.21 305 0.17 116 0.2 578 0.28 300 0.23 100 0.16 784 Rất dốc Bảng 4.4.4 So sánh tính tốn với giá trị Điện lực sử dụng kịch Bậc phân cấp thời gian đạt đƣợc Thiết bị bảo vệ Bậc phân cấp đạt đƣợc (giây) Dạng đặc tính Rơle điện lực Rơle A1 0.26 TĐL1 0.49 TĐL2 0.5 Rất dốc Bảng 4.4.5 Bậc phân cấp thời gian đạt kịch Có thể thấy sử dụng đặc tính dốc cho kết hàm mục tiêu lớn so với dùng đặc tính dốc tiêu chuẩn Mặt khác bậc phân cấp thời gian rơle điện lực rơle A1 không đạt khoảng 0,3÷0,6 (giây), khơng nên sử dụng đặc tính dốc cho bảo vệ xuất tuyến 57 4.4.3 Kịch 3: trường hợp thiết bị bảo vệ sử dụng thời gian phụ thuộc với đặc tính dốc Phần tính tốn thử nghiệm với việc sử dụng đặc tính dốc Các ràng buộc hàm mục tiêu giữ ngun khơng đổi so với kịch Đặc tính thời gian dốc có phƣơng trình nhƣ sau: t 80  I  1 * Tp ( s ) I kd Kết tính tốn phối hợp đặc tính: Phoi hop dac tinh cac bao ve 2.5 Role dien luc TDL1 TDL2 Cau chi 15A Cau chi 10A Role A1 Thoi gian tac dong (giay) Phan doan Phan doan Phan doan 1.5 0.5 500 1000 1500 2000 2500 3000 Dong dien (A) Hình 4.4.3 Phối hợp đặc tính bảo vệ kịch Hàm mục tiêu giá trị chỉnh định tối ƣu sử dụng đặc tính dốc: Hạng mục Rơle Ikhởi động Tính tốn tối 458 ƣu Điện lực sử 400 dụng Dạng đặc tính TĐL1 Tp Ikhởi động Tp TĐL2 Ikhởi động Tp Giá trị hàm mục tiêu 0.15 381 0.09 121 0.35 428 0.28 300 0.23 100 0.16 784 Cực kỳ dốc Bảng 4.4.6 So sánh tính tốn với giá trị Điện lực sử dụng kịch Bậc phân cấp thời gian đạt đƣợc 58 Thiết bị bảo vệ Rơle điện lực Rơle A1 Bậc phân cấp đạt đƣợc (giây) Dạng đặc tính 0.39 TĐL1 0.5 TĐL2 0.5 Cực kỳ dốc Bảng 4.4.7 Bậc phân cấp thời gian đạt kịch Nhận xét: việc sử dụng đặc tính dốc cho bảo vệ làm hàm mục tiêu có giá trị nhỏ so với dùng đặc tính dốc tiêu chuẩn dốc Mặt khác bậc phân cấp thời gian đạt đƣợc tốt có hai bậc phân cấp đạt lớn 0,5 bậc đạt xấp xỉ 0,4 giây nằm khoảng cho phép Nhƣ với kịch tính tốn thấy: - Công ty điện lực sử dụng đặc tính dốc tiêu chuẩn - Các tính tốn luận văn đề xuất đặc tính khác: sử dụng đặc tính dốc với giá trị chỉnh định khác Các giá trị chỉnh định mang lại hiệu hoạt động tốt cho hệ thống bảo vệ 4.4.4 Kịch tổng hợp: bảo vệ sử dụng đặc tính khác Trong phần tính tốn trƣờng hợp bảo vệ sử dụng đặc tính với độc dốc khác nhau, thay tất dùng loại độ dốc đặc tính Trƣờng hợp khơng phổ biến thực tế q trình tính tốn chỉnh định phức tạp, nhiều thời gian; nhiên với thuật tốn đƣợc xây dựng hồn tồn thử nghiệm kịch Kết tính toán đƣợc tổng hợp bảng 4.4.8 dƣới Các chữ viết tắt: - TC: đặc tính dốc tiêu chuẩn - RD: đặc tính dốc - CD: đặc tính dốc - 59 Thiết bị bảo vệ Rơle TĐL1 TĐL2 Hàm mục tiêu Điện lực sử dụng TC TC TC 784 Kịch TC TC TC 559 Kịch RD RD RD 578 Kịch CD CD CD 428 Kịch TC TC RD 630 Kịch TC TC CD 636 Kịch TC RD TC 578 Kịch TC RD RD 552 Kịch TC RD CD 553 Kịch TC CD TC 480 Kịch 10 TC CD RD 533 Kịch 11 TC CD CD 532 Kịch 12 RD TC TC 724 Kịch 13 RD TC RD 729 Kịch 14 RD TC CD 738 Kịch 15 RD RD TC 683 Kịch 16 RD RD CD 696 Kịch 17 RD CD TC 510 Kịch 18 RD CD RD 515 Kịch 19 RD CD CD 540 Kịch 20 CD TC TC 574 Kịch 21 CD TC RD 578 Kịch 22 CD TC CD 587 Kịch 23 CD RD TC 560 Kịch 24 CD RD RD 565 Kịch 25 CD RD CD 573 Kịch 26 CD CD TC 432 Kịch 27 CD CD RD 434 Bảng 4.4.8 Hàm mục tiêu theo kịch tổng hợp 60 Kết tính tốn với nhiều kịch cho thấy: - Với lƣới điện xem xét hồn tồn thực việc phối hợp bảo vệ bảo vệ sử dụng đặc tính có độ dốc khác nhau; - Các giá trị chỉnh định rơle đƣợc sử dụng với lƣới điện thực tế chƣa tối ƣu kết tính tốn phối hợp nhiều loại đặc tính khác cho hàm mục tiêu tốt - Tuy nhiên thực phối hợp với nhiều đặc tính khác phức tạp khơng phù hợp với tính tốn tay 61 CHƢƠNG KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT HƢỚNG NGHIÊN CỨU 5.1 Kết luận luận văn Nội dung nghiên cứu luận văn thực đƣợc tổng hợp đóng góp nhƣ sau: - Đã tổng quan đƣợc thiết bị đóng cắt thơng dụng đƣờng dây thuộc lƣới điện phân phối Nêu đƣợc ƣu nhƣợc điểm loại thiết bị - Tổng hợp ngắn gọn nguyên lý bảo vệ đƣợc sử dụng lƣới phân phối, bao gồm bảo vệ q dịng có thời gian bảo vệ dòng cắt nhanh - Tổng quan nguyên lý phối hợp bảo vệ dòng, tổng hợp phƣơng thức tính tốn chỉnh định đƣợc sử dụng cơng ty điện lực Từ đó, đánh giá đƣợc vấn đề tồn với phƣơng thức phối hợp bao gồm tính phức tạp tính toán khả lựa chọn đƣợc giá trị cài đặt tối ƣu có nhiều bảo vệ xuất tuyến - Tìm hiểu đề xuất phƣơng thức phối hợp bảo vệ theo nguyên tắc đảm bảo tổng thời gian loại trừ cố bảo vệ nhỏ có cố vị trí nút xuất tuyến Từ tìm đƣợc giá trị cài đặt tối ƣu cho dòng khởi động hệ số nhân thời gian với bảo vệ - Cơng cụ tính tốn tối ƣu dựa hàm fmincon Matlab, công cụ tính tốn tối ƣu với biến liên tục Thực tế giá trị cài đặt rơle giá trị rời rạc, nhiên bƣớc cài đặt nhỏ nên sử dụng kết tính tốn tối ƣu làm tròn đến bƣớc cài đặt gần rơle - Đã thực tính tốn áp dụng với xuất tuyến 22kV thực tế thuộc Công ty điện lực Sơn La - Các kết tính toán cho thấy giá trị cài đặt rơle xuất tuyến chƣa phải tối ƣu; kết tính tốn khuyến cáo thay đổi độ dốc đặc tính nhƣ giá trị dòng khởi động hệ số nhân thời gian - Mục tiêu ban đầu luận văn mong muốn xây dựng đƣợc công cụ đơn giản hơn, viết Excel để dễ dàng chuyển giao cho ngƣời 62 sử dụng Tuy nhiên khó khăn giải toán tối ƣu nên phải sử dụng tới công cụ Matlab 5.2 Đề xuất hƣớng nghiên cứu tƣơng lai Hiện nội dung nghiên cứu luận giới hạn phối hợp bảo vệ với lƣới điện hình tia, chƣa xem xét tình chuyển đổi phƣơng thức vận hành Trong tƣơng lai hƣớng nghiên cứu mở rộng theo hƣớng sau đây: - Tính tốn với trƣờng hợp lƣới điện mạch vịng xét tới trƣờng hợp có chuyển đổi phƣơng thức vận hành - Công ty điện lực xem xét chủ trƣơng lắp đặt thêm thiết bị Tự đóng lại xuất tuyến đƣờng dây Tuy nhiên có nhiều bảo vệ q dịng xuất tuyến dẫn tới việc phối hợp thời gian làm việc trở lên khó khăn hơn, chí khơng phối hợp đƣợc Do cần nghiên cứu tìm số lƣợng lớn thiết bị bảo vệ cho phép lắp đặt xuất tuyến - Xem xét nghiên cứu ảnh hƣởng nguồn điện phân tán tới phối hợp bảo vệ Các nguồn điện phân tán làm trào lƣu dịng cơng suất thay đổi, phân bố dịng ngắn mạch khác dẫn tới việc phối hợp nhiều trở thành phức tạp hơn, cần có nghiên cứu lĩnh vực 63 TÀI LIỆU THAM KHẢO Trần Đình Long Bảo vệ hệ thống điện Nhà xuất Khoa học kỹ thuật Lê Trọng Vinh, Trần Minh Tồn Giáo trình phƣơng pháp tính Matlab Nhà xuất Bách Khoa - Hà Nội LoadBreak AutoLink ABB https://library.e.abb.com/ Tài liệu kỹ thuật dây chì trung Cơng ty TNHH TM DV Kỹ thuật mặt trời, https://thibidi.vn/ 7SJ61 Manual Guide, Siemens, https://w5.siemens.com/web/ua/ru/em/Automation,_control_and_protection /Relay_Protection/Current_protection/Documents/file_147_1.pdf Mahamad Nabab Alam, Biswarup Das, Vinay Pant Optimum recloser-fuse coordination for radial distribution systems in the presence of multiple distributed generations ISSN: 1751-8687 Reza Mohammadi Chabanloo, Mahdi Ghotbi Maleki, S.Mohammad Mousavi Agah Comprehensive coordination of radial distribition network protection in the presence of synchronous distributed generation using fault current limiter Electrical Power and Energy Systems Monohar Singh Protection coordination in distribution systems with and without distributed energy resources-a review Protection and Control of Modern Power Systems 64 PHỤ LỤC Phần lập trình Matlab Phần chương trình chính: clc clear all close all lb=[450 0.05 204 0.05 116 0.05]; ub=[816 512 253 5]; Inm=1000*[4.91 4.24 3.69 3.51 2.98 2.94 2.78 2.66 2.64 2.39 2.33 2.07 2.04 2.02 1.98 1.89 1.83 1.71 1.69 1.34 1.28 1.23 1.18 1.17 1.09 1.06 1.04 0.98 0.81 0.78 0.7 0.62 0.59]; x0=[1 0.1 0.1 0.1]; options = optimset('Algorithm','sqp','MaxIter',15000,'MaxFunEvals',15000; [x,fval,exitflag] =fmincon(@(x)Muctieu(x),x0,[],[],[],[],lb,ub,@(x)confun(x),opti ons); x n=0; for I=500:50:3000 n=n+1; X(n)=I; tRL(n)=CD(I,x(1),x(2)); tTDL1(n)=CD(I,x(3),x(4)); tTDL2(n)=RD(I,x(5),x(6)); Rdauchi15(n) = Cauchi15(I); RDauchi10(n) = Cauchi10(I); end A=1.2-CD(Inm(17),x(1),x(2)); B=CD(Inm(17),x(1),x(2))-CD(Inm(17),x(3),x(4)); C=CD(Inm(23),x(3),x(4))-RD(Inm(23),x(5),x(6)); close all plot(X(4:51),tRL(4:51),'-*','Color', [0.8500 0.3250 0.0980],'LineWidth',3,'MarkerSize',5) hold on plot(X(1:28),tTDL1(1:28),'-.s','Color', [0 0.4470 0.7410],'LineWidth',3,'MarkerSize',3) hold on plot(X(1:14),tTDL2(1:14),' o','Color', [0.4940 0.1840 0.5560],'LineWidth',3,'MarkerSize',5) hold on 65 plot(X,RDauchi20,' ','Color', [0.4660 0.6740 0.1880],'LineWidth',1.5) hold on plot(X,RDauchi16,' ','Color', [0.6350 0.0780 0.1840],'LineWidth',1.5) hold on M=X(28:51); plot(X(28:51),ones(size(M)) * 1.2,'Color', [0 0.9],'LineWidth',3); Netdung=X(28)*ones(1,29); Z=[0:28]; plot(Netdung,Z,'-.','Color',[0.133 0.743 0.743],'LineWidth',2); hold on Netdung=X(14)*ones(1,29); Z=[0:28]; plot(Netdung,Z,'-.','Color', [0.133 0.743 0.743],'LineWidth',2); text(600,1.7,'Phan doan 3','FontSize',23); hold on text(1250,1.7,'Phan doan 2','FontSize',23); hold on text(1950,1.7,'Phan doan 1','FontSize',23); hold on pax = gca; pax.GridAlpha = 0.02; grid minor grid on xlabel('Dong dien (A)','FontSize',25) ylabel('Thoi gian tac dong (giay)','FontSize',25) xlim([500 3000]); ylim([0 2.5]); title('Phoi hop dac tinh cac bao ve','FontSize',25) legend({'Role dien luc','TDL1','TDL2','Cau chi 15A','Cau chi 10A','Role A1'},'FontSize',20) set(gca,'FontSize',25) % Kiem tra for i=1:24 FRL(i) = TC(Inm(i),400,0.28); end for j=17:33 FTDL1(j) = TC(Inm(j),300,0.23); end for k=24:33 FTDL2(k) = TC(Inm(k),100,0.16); end %f=sum(FRL)+sum(FTDL1)+sum(FTDL2); f=4.9^2*sum(FRL)+1.88^2*sum(FTDL1)+1.18^2*sum(FTDL2); %exitflag [fval f] 66 Phần hàm mục tiêu: function f = Muctieu(x) Inm=1000*[4.91 4.24 3.69 3.51 2.98 2.94 2.78 2.66 2.64 2.39 2.33 2.07 2.04 2.02 1.98 1.89 1.83 1.71 1.69 1.34 1.28 1.23 1.18 1.17 1.09 1.06 1.04 0.98 0.81 0.78 0.7 0.62 0.59]; for i=1:24 FRL(i) = CD(Inm(i),x(1),x(2)); end for j=17:33 FTDL1(j) = CD(Inm(j),x(3),x(4)); end for k=24:33 FTDL2(k) = RD(Inm(k),x(5),x(6)); end f=4.9^2*sum(FRL)+1.88^2*sum(FTDL1)+1.18^2*sum(FTDL2); end Hàm ràng buộc: function [c, ceq] = confun(x) % Nonlinear inequality constraints Inm=1000*[4.91 4.24 3.69 3.51 2.98 2.94 2.78 2.66 2.64 2.39 2.33 2.07 2.04 2.02 1.98 1.89 1.83 1.71 1.69 1.34 1.28 1.23 1.18 1.17 1.09 1.06 1.04 0.98 0.81 0.78 0.7 0.62 0.59 ]; c = [CD(Inm(17),x(1),x(2))-0.7; 0.5+CD(Inm(17),x(3),x(4))-CD(Inm(17),x(1),x(2)); 0.5+RD(Inm(24),x(5),x(6))-CD(Inm(23),x(3),x(4)); 0.3+Cauchi10(Inm(24))-RD(Inm(24),x(5),x(6)); 0.3+Cauchi10(Inm(17))-CD(Inm(17),x(3),x(4)); 0.3+Cauchi15(Inm(1))-CD(Inm(1),x(1),x(2)); 1.2*x(3)-x(1); 1.2*x(5)-x(3)]; ceq = []; Phần function: %%Dac tinh doc binh thuong function y = TC(I,Ip,Tp) y=Tp*0.14/(((I/Ip)^0.02)-1); % Doc binh thuong end %%Dac tinh rat doc function y = RD(I,Ip,Tp) y=Tp*13.5/(((I/Ip))-1); % Rat doc end %%Dac tinh cuc ky doc function y = CD(I,Ip,Tp) y=Tp*80/(((I/Ip)^2)-1); % Cuc ky doc 67 end %%Dac tinh cau chi 10A function y = Cauchi10(Inm); a = 5433; b = -2.162; y = a*Inm^b; end %%Dac tinh cau chi 15A function y = Cauchi15(Inm) a = 4827; b = -1.936; y = a*Inm^b; end %% - 68 ... TRƢƠNG HẢI NAM NGHIÊN CỨU PHỐI HỢP TỐI ƢU SỰ LÀM VIỆC CỦA CÁC THIẾT BỊ TỰ ĐỘNG ĐÓNG CẮT TRONG LƢỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI Chuyên ngành: Kỹ thuật điện LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT KỸ THUẬT ĐIỆN NGƢỜI HƢỚNG... thời việc vận hành hở làm đơn giản công tác điều độ lƣới điện 1.2 Các thiết bị đóng cắt lƣới phân phối 1.2.1 Máy cắt trung áp Hình 1.2.1 Máy cắt trung áp Máy cắt điện thiết bị đóng cắt điện áp... quan chung lƣới điện phân phối 1.2 Các thiết bị đóng cắt lƣới phân phối 1.2.1 Máy cắt trung áp 1.2.2 Thiết bị tự đóng lại 1.2.3 Cầu dao phân đoạn tự động