Điểm sự cố Vị trớ đo Điện ỏp (V) Dũng điện (A) x tớnh toỏn (%) x thực tế (%) Sai số % 2 S 8434 3913 0.24 0.26 -5.4 R 27664 3309 3 S 18661 3574 0.51 0.50 1.5 R 17382 3622 4 S 29287 3207 0.79 0.75 4.2 R 8283 3868 5 S 37390 3015 1.01 1.00 1.4 R -1310 4270
Sở dĩ kết quả tớnh toỏn cú sai số như trờn là do thực tế và mụ phỏng trong phần mềm là đường dõy Ninh Bỡnh-Nho quan là khụng đồng nhất (sử dụng 2 loại mó dõy dẫn khỏc nhau). Trong khi biểu thức xỏc định vị trớ sự cố (x%) được giả thiết là dõy dẫn đồng nhất.
2. Ngắn mạch 1 pha chạm đất
Khi ngắn mạch 1 pha chạm đất, do cú ảnh hưởng của tổng trở thứ tự khụng đường dõy, điện trở suất của đất, tổng trở thứ tự khụng của nguồn hệ thống và điện trở hồ quang tại vị trớ ngắn mạch Rarc do vậy trong biểu thức xỏc định vị trớ sự cố nếu thay thế tổng trở thứ tự thuận ZD bằng tổng trở Z =17,79 () (cú kể tới tổng trở thứ tự khụng của mạch vũng ngắn mạch) thỡ hoàn toàn cú thể xỏc định được vị trớ sự cố một cỏch chớnh xỏc.
Trờn Hỡnh 4.9 biểu diễn cặp điện ỏp và dũng điện được đo tại 2 đầu đường dõy khi ngắn mạch chạm đất 1 pha tại vị trớ 1. Ta thấy rằng, điện ỏp tại pha sự cố (pha A) phớa Ninh Bỡnh giảm gần về 0 kV, trong khi điện ỏp phớa đầu Nho quan khoảng 54 kV và xuất hiện dao động tần số cao ngay sau thời điểm sự cố. Dũng điện ngắn mạch 1 pha siờu quỏ độ phớa Ninh Bỡnh và Nho Quan tương ứng là 3,334 kA và 2,616 kA, trong khi cỏc pha khỏc xuất hiện dũng điện cảm ứng.
Trờn Hỡnh 4.19 biểu diễn cỏc cặp điện ỏp và dũng điện đo được từ 2 đầu đường dõy, và kết quả xỏc định vị trớ sự cố được cho trong Bảng 4. 4.
Bảng 4. 4. Kết quả xỏc định vị trớ sự cố trong trường hợp ngắn mạch 1 pha
Điểm
sự cố Vị trớ đo Điện ỏp (V) Dũng điện (A) x đo (%) x thực tế (%) Sai số % 2 S 14197 2950 0.25 0.26 -3.5 R 34295 2465 3 S 23137 2738 0.50 0.51 -1.6 R 23176 2746 4 S 32870 2505 0.74 0.75 -2.1 R 13663 2994 5 S 45233 2192 1.00 1.00 0 R 5368 3172
(file nm1-1.pl4; x-var t) v:SA v:SB v:SC
0 10 20 30 40 50 [ms] 60 -200 -150 -100 -50 0 50 100 150 200 [kV]
(file nm1-1.pl4; x-var t) v:RA v:RB v:RC
0 10 20 30 40 50 [ms] 60 -200 -150 -100 -50 0 50 100 150 200 [kV]
(file nm1-1.pl4; x-var t) c:SA -1A c:SB -1B c:SC -1C
0 10 20 30 40 50 [ms] 60 -4000 -3000 -2000 -1000 0 1000 2000 3000 4000 [A]
(file nm1-1.pl4; x-var t) c:RA -5A c:RB -5B c:RC -5C
0 10 20 30 40 50 [ms] 60 -3000 -2000 -1000 0 1000 2000 3000 [A] a) b) c) d)
Hỡnh 4.18. Biến thiờn dũng điện và điện ỏp tại 2 đầu đường dõy khi ngắn mạch 1 pha a) Biến thiờn điện ỏp 3 pha tại đầu Ninh Bỡnh (S); a) Biến thiờn điện ỏp 3 pha tại đầu Ninh Bỡnh (S);
b) Biến thiờn điện ỏp 3 pha tại đầu Nho Quan (R) c) Biến thiờn dũng điện 3 pha tại đầu Ninh Bỡnh; d) Biến thiờn dũng điện 3 pha tại đầu Nho Quan.
a) b)
c) d)
(file nm1-2.pl4; x-var t) v:SA v:RA c:SA -1A
c:RA -5A 0 10 20 30 40 50 [ms] 60 -200 -150 -100 -50 0 50 100 150 200 *103
(file nm1-3.pl4; x-var t) v:SA v:RA c:SA -1A
c:RA -5A 0 10 20 30 40 50 [ms] 60 -200 -150 -100 -50 0 50 100 150 200 *103
(file nm1-4.pl4; x-var t) v:SA v:RA c:SA -1A
c:RA -5A 0 10 20 30 40 50 [ms] 60 -200 -150 -100 -50 0 50 100 150 200 *103
(file nm1-5.pl4; x-var t) v:SA v:RA c:SA -1A
c:SA -1A c:RA -5A
0 10 20 30 40 50 [ms] 60 -200 -150 -100 -50 0 50 100 150 200 *103
Hỡnh 4.19: Biểu đồ điện ỏp và dũng điện tại 2 đầu đường dõy khi ngắn mạch 1 pha a) Điện ỏp và dũng điện khi ngắn mạch tại 2;
b) Điện ỏp và dũng điện khi ngắn mạch tại 3 c) Điện ỏp và dũng điện khi ngắn mạch tại 4;
d) Điện ỏp và dũng điện khi ngắn mạch tại 5
uS uR
KẾT LUẬN CHƯƠNG 4
- Từ kết quả tớnh toỏn trờn ta thấy rằng phương phỏp định vị sự cố dựa trờn tớn hiệu đo lường thu thập được từ 2 đầu đường dõy cú sai số ớt hơn so với phương phỏp định vị sự cố lấy tớn hiệu đo lường từ 1 đầu, cụ thể tớnh toỏn đối với sự cố ngắn mạch 1 pha phương phỏp lấy tớn hiệu từ 2 đầu cú sai số lớn nhất là 3,5% trong khi phương phỏp lấy tớn hiệu 1 đầu trong phần mềm digsi, sigra của rơ le Siemens cú sai số là 8,8% và 36,7%. - Kết quả tớnh toỏn cũng cho thấy, sở dĩ kết quả phương phỏp định vị sự cố dựa trờn tớn hiệu đo lường thu thập được từ 2 đầu đường dõy cú sai số tại cỏc vị trớ là do thực tế và mụ phỏng trong phần mềm là đường dõy Ninh Bỡnh - Nho quan là khụng đồng nhất (sử dụng 2 loại mó dõy dẫn khỏc nhau), trong khi biểu thức xỏc định vị trớ sự cố (x%) được giả thiết là dõy dẫn đồng nhất.
KẾT LUẬN VÀ ĐÁNH GIÁ
- Phương phỏp định vị sự cố dựa trờn tớn hiệu đo lường từ 1 phớa (rơ le khoảng cỏch) cú sai số lớn là do:
+ Thụng số đầu vào đặt chỉnh định rơ le trong đú cú cỏc yếu tố ảnh hưởng bao gồm ảnh hưởng của điện trở hồ quang tại điểm sự cố, ảnh hưởng của dũng tải trờn đường dõy trước sự cố, ảnh hưởng của điện khỏng tương hỗ của cỏc đường dõy song song, ảnh hưởng của hệ số phõn bố dũng điện, ảnh hưởng của phương phỏp tớnh toỏn và cỏc dữ liệu đầu vào như điện trở R, điện khỏng X.
+ Do thuật toỏn đo 1 đầu (trong nội dung luận văn khụng nghiờn cứu).
- Phương phỏp định vị sự cố dựa trờn tớn hiệu đo lường thu thập được từ 2 đầu đường dõy cho 02 trường hợp ngắn mạch pha - pha và pha - đất cú sai số khoảng cỏch từ 5% trở xuống (sai số này là do cụng thức tớnh toỏn đang coi là dõy dẫn đồng nhất), tuy nhiờn sai số của phương phỏp này là thấp. Kết quả nghiờn cứu là đỏng tin cậy và cú thể dự bỏo trước được vị trớ sự cố.
Luận văn đó đi vào tỡm hiểu và đó giới thiệu phương phỏp xỏc định điểm sự cố bằng cỏch lấy thụng tin từ hai đầu đường dõy. Thụng tin này cú thể đó được đồng bộ hoặc chưa được đồng bộ. Hiện nay thỡ cỏc rơle đó được trang bị cỏc chức năng ghi và lưu cỏc dạng súng, biờn độ, gúc pha của dũng điện và điện ỏp khi sự cố xảy ra. Cho nờn thuật toỏn cú thể được thực hiện bằng cỏch sử dụng thụng tin sẵn cú và tương đối khả thi. Thuật toỏn này thể hiện được ưu điểm là trong phương trỡnh tớnh toỏn điểm sự cố khụng cú thành phần điện trở hồ quang tại điểm sự cố nờn sẽ chỏnh được những sai số như cỏc rơle bảo vệ khoảng cỏch. Kết quả mụ phỏng cỏc trường hợp sảy ra đó cho thấy tớnh chớnh xỏc của thuật toỏn này.
Như vậy thuật toỏn cú những ưu điểm nổi bật thuật toỏn bao gồm:
- Khụng yờu cầu dữ liệu hai đầu phải được đồng bộ (trong mụ phỏng đó cố ý tạo ra gúc lệch pha giữa hai đầu và thuật toỏn đó tỡm ra gúc cố ý tạo ra).
- Tổng trở nguồn khụng ảnh hưởng đến cỏc thuật toỏn định vị điểm sự cố. Cỏc thuật toỏn tớnh toỏn bị ảnh hưởng bởi thụng số tổng trở nguồn cho kết quả khụng chớnh xỏc. Việc xỏc định được chớnh xỏc tổng trở nguồn là tương đối khú khăn (chỉ mang tớnh giả thiết).
- Khụng yờu cầu xỏc định loại sự cố và cỏc thụng tin trước sự cố. Thuật toỏn đó mụ phỏng và tớnh toỏn được cỏc trường hợp sự cố do đú khụng yờu cầu dạng sự cố.
- Thuật toỏn này hoàn toàn cú thể mở rộng ỏp dụng đối với đường dõy dài. Thực tế mụ phỏng cho thấy điện dung trong cỏc nhỏnh (trong cỏc sơ đồ hỡnh ) khụng ảnh hưởng đến tớnh chớnh xỏc của thuật toỏn định vị trớ điểm sự cố.
- Cỏc yếu tố bờn ngoài, chẳng hạn như là tổng trở nguồn (X / R tỷ lệ khỏc nhau trong mạng) khụng ảnh hưởng đến độ chớnh xỏc. Cỏc thành phần khỏc khụng cú trong phương trỡnh định vị điểm sự cố nờn khụng ảnh hưởng đến tớnh chớnh xỏc của thuật toỏn. Ngay cả với cỏc vộc tơ đó được đồng bộ, thuật toỏn này được sử dụng để bự cho sự trễ pha do đường truyền. Hoặc bự do sai số do tần số lấy mẫu hai đầu khụng giống nhau.
Để khai thỏc một cỏch cú hiệu quả và đưa thuật toỏn vào ỏp dụng trong thực tế hiện nay thỡ trong tương lai cú thể cần mở rộng nghiờn cứu sang cỏc lĩnh vực sau:
- Xõy dựng phần mềm trớch xuất thụng tin từ cỏc bản ghi sự cố của rơle để đưa vào thuật toỏn đó đề xuất trong luận văn.
- Trong luận văn đó sử dụng tất cả dũng điện và điện ỏp của cả ba pha từ hai đầu đường dõy để tỡm gúc đồng bộ và vị trớ sự cố. Nghiờn cứu trong tương lai cú thể xột tới việc sử dụng ớt thụng tin hơn, vớ dụ chỉ sử dụng dũng điện từ hai đầu và điện ỏp từ một đầu để tớnh toỏn. Trường hợp cú ớt thụng tin hơn để tớnh toỏn cú thể xảy ra vớ dụ khi đường dõy chỉ được trang bị bảo vệ quỏ dũng và điện ỏp chỉ được đo từ một đầu đường dõy.
- Mở rộng mụ hỡnh ỏp dụng cho cỏc đường dõy cú phõn nhỏnh.
- Mụ hỡnh đường dõy sử dụng trong luận văn giả thiết là đồng nhất, trong tương lai cú thể xột tới trường hợp cỏc đường dõy cú dõy dẫn khụng đồng nhất (nhiều chủng loại dõy trờn một tuyến).
--------------------------------------------------------------------
1. Walter A. Elmore, Protective Relaying Theory and Applications, Second Edition, New York: Marcel Dekker, Inc., 2004.
2. J. Lewis Blackburn, Thomas J. Domin, Protective Relaying Principles and Applications, Third Edition, Taylor & Francis Group, LLC, 2006.
3. Gerhard Ziegler, Numerical Distance Protection, Principles and Applications, Publicis Publishing, 2011.
4. Nguyễn Hoàng Việt, Bảo vệ rơle và tự động húa trong hệ thống điện, Nhà xuất bản Đại học Quốc gia, 2005.
5. Nguyễn Xuõn Tựng, Nguyễn Đức Huy, Nguyễn Xuõn Hoàng Việt, “Tổng quan cỏc phương phỏp định vị sự cố trờn đường dõy truyền tải dựa trờn tớn hiệu đo lường từ hai phớa”, “Tạp chớ Điện & Đời sống” số 162 (14-17), 2012.
6. Trần Đỡnh Long, Bảo vệ cỏc hệ thống điện. Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật, 2005.