Điện trở, điện khỏng Đo ETAP Phiếu chỉnh định RL-E1 4.13 2.54 3.40 X01 12.05 10.74 20.20 R02 (1) 5.84 3.59 5.60 X02 (1) 17.01 15.16 33.70 R03 11.67 7.17 11.20 X03 34.03 30.33 67.30
3. Ảnh hưởng của điện trở hồ quang tại vị trớ sự cố
Tổng trở khởi động của cỏc cấp bảo vệ 21 cú kể tới điện trở hồ quang ở chỗ ngắn mạch với Rhq =8750.Lhq
I1,4
Trong đú: 𝐿ℎ𝑞 là chiều dài hồ quang,
Khi xỏc định tổng trở khởi động giữa cỏc pha thỡ điện trở hồ quang là được tớnh cho hồ quang phỏt sinh giữa cỏc pha. Do vậy chiều dài hồ quang lấy tương đối đoạn khoảng cỏch giữa 2 dõy pha với nhau. Với cấu trỳc đường dõy 220 kV Ninh Bỡnh-Nho Quan cú khoảng cỏch pha- pha là 6 m và I là dũng ngắn mạch pha- pha. Theo trờn, xỏc định được điện trở hồ quang Rhq = 0.28 ()
Khi xỏc định tổng trở khởi động cho trường hợp ngắn mạch chạm đất thỡ chiều dài hồ quang được lấy bằng khoảng cỏch pha-đất, và dũng điện I lấy bằng dũng điện ngắn mạch 1 pha (Rhq = 0.08 ()).
Kết quả tớnh toỏn tổng trở khởi động thứ tự thuận và thứ tự khụng của 3 vựng cho dưới bảng sau:
Bảng 3. 8. Tổng trở bảo vệ TTT của 3 vựng cú kể tới điện trở hồ quang
Điện trở và điện khỏng IEC Đo ETAP Phiếu chỉnh định Ghi chỳ
R1 3.28 2.00 1.37 1.20 X1 4.22 10.40 6.65 5.80 R2 (1) 4.63 2.82 1.93 2.00 R2 (2) 5.66 3.39 2.28 X2 (1) 4.22 10.40 6.65 9.60 X2 (2) 6.76 13.28 8.49 R3 9.27 5.65 3.87 4.00 X3 11.92 29.37 18.77 19.30
Bảng 3. 9. Tổng trở bảo vệ TTK của 3 vựng cú kể đến hồ quang tại vị trớ ngắn mạch
Điện trở, điện khỏng Đo ETAP Phiếu chỉnh định
Điện trở, điện khỏng Đo ETAP Phiếu chỉnh định X01 12.05 10.74 20.20 R02 (1) 5.97 3.66 5.60 X02 (1) 17.01 15.16 33.70 R03 11.94 7.33 11.20 X03 34.03 30.33 67.30
4. Sai số do đường dõy song song:
Sai số khi tớnh toỏn trở đường dõy song song là giỏ trị chờnh lệch giữa giỏ trị đo được hoặc tớnh được và giỏ trị thực hay giỏ trị chớnh xỏc của một đại lượng nào đú trong đường dõy song song. Cú sai số đú là do giỏ trị đo được, tớnh được và giỏ trị thực hay giỏ trị chớnh xỏc của một đại lượng khụng đồng nhất với nhau
Đường dõy khụng đồng nhất là khỏi niệm chỉ tớnh chất của một đường dõy cú sự khỏc nhau về cấu trỳc hoặc tớnh chất tại mọi vị trớ khụng gian (hoặc khụng thời gian) trờn hệ thống này.
Khỏi niệm này cú thể ỏp dụng cho nguyờn tử, cho một bộ phận điện tử. Một vật thể hay hệ thống cú thể được coi là khụng đồng nhất ở tầm vĩ mụ, hoặc ở quy mụ tương đương với kớch thước của nú, nhưng khi đi vào vi mụ, hoặc ở quy mụ rất nhỏ so với kớch thước của nú,
Đường dõy khụng đồng nhất cú ảnh hưởng đến diện trở tớnh toỏn là do đường dõy khụng đồng nhất tức là chỉ số Ohm, Vụn (v), ampe (A) khụng đồng nhất, cú sai số dẫn đến điện trở tớnh toỏn cũng sai số theo, điện trở tớnh toỏn cũng khụng được đồng nhất.
KẾT LUẬN CHƯƠNG 3
Độ chớnh xỏc của phộp đo bị ảnh hưởng của nhiều yếu tố: - Ảnh hưởng lựa chọn thụng số tớnh toỏn:
Tổng trở đường dõy được xỏc định từ cỏc cỏch khỏc nhau, bao gồm tổng trở của loại dõy theo tiờu chuẩn IEC, tổng trở tớnh toỏn bằng chương trỡnh ETAP, tổng trở đo đạc tại thực địa và tổng trở trong Phiếu chỉnh định của Trung tõm Thớ nghiệm điện quốc gia.
Điện trở và điện khỏng thứ tự thuận giữa cỏc phương phỏp xỏc định khỏc nhau tương đối nhiều. Điều này ảnh hưởng tới thụng số cài đặt cho rơle cũng sự làm việc đỳng đắn của bảo vệ, cũng như việc đo lường và xỏc định vị trớ sự cố. Trong đú kết quả đo lường tại thực địa và theo mó dõy lấy trong thư viện (tiờu chuẩn IEC) của chương trỡnh ETAP khỏc biệt nhiều so với kết quả tớnh toỏn của Trung tõm thớ nghiệm điện ghi trong phiếu chỉnh định rơle. Trong khi điện trở và điện khỏng của đường dõy do chương trỡnh ETAP phõn tớch cho kết quả tương đối bằng so với kết quả của phiếu chỉnh định.
- Ảnh hưởng của hồ quang tại điểm sự cố.
So sỏnh điện trở tớnh toỏn khi bị ảnh hưởng bởi sự cố và điện trở mà trung tõm thớ nghiệm đó cài đặt. Do điện trở mà trung tõm đó cài đặt cú độ chớnh xỏc cao, cố định cao. Cũn điện trở tớnh toỏn khi bị ảnh hưởng thỡ cú điện trở lệch, độ chớnh xỏc khụng được cao, cũn nhiều lỗi qua cỏc số liệu tớnh toỏn. Nờn giữa hai điện trở này cú độ chờnh lệch số rất lớn, điện trở tớnh toỏn bị ảnh hưởng khụng được coi là nguồn gốc chớnh xỏc để ta mang số liệu, dữ liệu ra để kết luận.
- Ảnh hưởng của hỗ cảm do cỏc đường dõy chạy song song cựng cột hoặc lõn cận gõy ra.
Tổng trở thứ tự khụng của đường dõy thường khụng thể xỏc định được chớnh xỏc nờn sẽ gõy sai số đỏng kể đối với cỏc sự cố chạm đất (đõy lại là loại sự cố thường xảy ra đối với lưới truyền tải và hệ thống điện núi chung).
CHƯƠNG 4: ĐỊNH VỊ SỰ CỐ DỰA TRấN TÍN HIỆU ĐO LƯỜNG THU THẬP ĐƯỢC TỪ HAI ĐẦU ĐƯỜNG DÂY.
I. Phương phỏp định vị sự cố dựa theo tớn hiệu đo lường từ một phớa dựng phần mềm Digsi và Sigra của Siemens: mềm Digsi và Sigra của Siemens:
1. Giới thiệu về phần mềm Digsi và Sigra của Siemens: Phần mềm DIGSI
Phần mềm DIGSI là phần mềm để giao tiếp truy cập với rơ le của hóng Siemens sản xuất. Nú được thiết kế với giao diện người dựng hiện đại, trực quan, phự hợp cho cỏc hệ thống phõn phối năng lượng và cụng nghiệp. Phần mềm dựng cho việc cài đặt, cấu hỡnh thụng số chỉnh định rơ le, ngoài ra cũn khai thỏc thụng tin bản ghi sự kiện, ghi sự cố, ghi dao động, định vị sự cố liờn quan đến sự cố vừa xảy ra được truy xuất từ trong rơ le từ đú phõn tớch và đỏnh giỏ cỏc sự cố, hiện tượng bất thường diễn ra trờn lưới điện.
Phần mềm SIGRA
Phần mềm SIGRA là modul của phần mềm DIGSI dựng để đọc bản ghi sự cố dưới dạng súng hiển thị được giỏ trị điện ỏp, dũng điện, cỏc chức năng bảo vệ tỏc động theo trục thời gian từ lỳc bắt đầu xảy ra sự cố đến khi kết thỳc sự cố được loại trừ.
Nú cú tầm quan trọng sau mỗi lần xảy ra sự cố sẽ được phõn tớch nhanh chúng và thu thập đầy đủ cỏc thụng tin sự cố để từ đú tỡm ra cỏc biện phỏp thớch hợp ngay lập tức từ việc đỏnh giỏ nguyờn nhõn. Do đú, lưới điện ban đầu cú thể được khụi phục nhanh chúng và thời gian chết giảm xuống mức tối thiểu.
Đặc trưng
Ngoài việc hiển thị tớn hiệu thời gian thụng thường của bản ghi biến đo, nú cũng được thiết kế để hiển thị sơ đồ vectơ, sơ đồ vũng trũn, biểu đồ thanh để biểu thị cỏc bảng hài và dữ liệu. Từ cỏc giỏ trị đo được ghi lại trong cỏc bản ghi lỗi, SIGRA tớnh toỏn cỏc giỏ trị tiếp theo, chẳng hạn như: đại lượng vắng mặt trong hệ thống ba dõy, trở khỏng, đầu ra, cỏc thành phần đối xứng, v.v ... Bằng hai con trỏ đo, cú thể đỏnh giỏ dấu vết lỗi một cỏch đơn giản và thuận tiện. Tuy nhiờn, với SIGRA, bạn cú thể thờm cỏc bản ghi lỗi bổ sung. Cỏc tớn hiệu của một bản ghi lỗi khỏc (vớ dụ từ đầu đối diện của dũng) được thờm vào mẫu tớn hiệu hiện tại bằng cỏch Kộo và Thả.
SIGRA cung cấp khả năng hiển thị tớn hiệu từ cỏc bản ghi lỗi khỏc nhau trong một sơ đồ và hoàn toàn tự động đồng bộ húa cỏc tớn hiệu này với cơ sở thời gian chung. Ngoài việc tỡm ra cỏc chi tiết của lỗi đường dõy, việc bản địa húa lỗi được đặc biệt quan tõm.
Việc xỏc định chớnh xỏc vị trớ lỗi sẽ tiết kiệm thời gian cú thể được sử dụng để kiểm tra lỗi tại chỗ.
Chức năng phần mềm SIGRA
- 6 loại sơ đồ: biểu diễn tớn hiệu thời gian (thụng thường), sơ đồ vũng trũn (vớ dụ: R / X), sơ đồ vectơ (đọc gúc), biểu đồ thanh (vớ dụ để hiển thị cỏc súng hài), bảng (liệt kờ cỏc giỏ trị của một số tớn hiệu giống nhau tức thời) và bộ định vị lỗi (hiển thị vị trớ lỗi)
- Tớnh toỏn cỏc giỏ trị bổ sung như trở khỏng dương, giỏ trị rms, thành phần đối xứng, vectơ, v.v.
- Hai con trỏ đo, được đồng bộ húa trong mỗi chế độ xem
- Chức năng zoom mạnh mẽ
- Cấu hỡnh thõn thiện với người dựng thụng qua kộo và thả
- Cấu hỡnh tớn hiệu đổi mới trong một ma trận cú cấu trỳc rừ ràng
- Hồ sơ người dựng tiết kiệm thời gian, cú thể được chỉ định cho cỏc loại hoặc loạt chuyển tiếp riờng lẻ
- Bổ sung cỏc bản ghi lỗi khỏc vào bản ghi lỗi hiện cú
- Đồng bộ húa một số bản ghi lỗi theo thời gian chung
2. Cỏch phõn tớch sự cố dựng phần mềm Digsi và Sigra của Siemens:
Sau đõy trỡnh bày cỏch phõn tớch sự cố ĐZ 220kV Nho Quan – Ninh Bỡnh ngày 09/05/2020:
- Đầu tiờn khi xảy ra sự cố rơ le bảo vệ tỏc động, dựng mỏy tớnh xỏch tay cú cài đặt phần mềm giao tiếp DIGSI và Driver của cỏc loại rơle SIEMENS để kết nối truy cập rơ le.
- Lấy thụng tin sự cố trong file Trip Log cú cỏc bản ghi sự cố thể hiện được thời gian sự cố, pha sự cố, dũng sự cố, ỏp sự cố, chức năng bảo vệ rơ le tỏc động, khoảng cỏch sự cố, …như Hỡnh 4. :
- Chọn bản ghi sự cố ngày 09/05/2020:
- Lấy thụng tin sự cố file dạng súng Sigra.
+ Chọn bản ghi sự cố ngày 09/05/2020:
Ta xem được đồ thị biến thiờn dũng điện sự cố cỏc pha A, B, C:
Hỡnh 4. 2. Lấy thụng tin sự cố trong Sigra
Đồ thị biến thiờn điện ỏp sự cố cỏc pha A, B, C:
Xem cỏc chức năng bảo vệ tỏc động của rơ le:
- Khai thỏc cỏc bản ghi sự cố trờn ta cú cỏc thụng tin sự cố như sau:
+ Thời điểm xuất hiện sự cố: Lỳc 23h55’ ngày 09/05/2018
Hỡnh 4. 3. Chức năng bảo vệ trờn rơle Hỡnh 4. 2. Biến thiờn điện ỏp trờn 3 pha
+ Pha sự cố: pha C ngắn mạch chạm đất.
+ Bảo vệ khoảng cỏch tỏc động cắt 03 pha mỏy cắt
+ Dũng sự cố: IL1 = 0,29 kA; IL2 = 0,57 kA ; IL3 = 10,05 kA
+ Flt Locator: primary RESISTANCE 1.25 Ohm
+ Flt Locator: primary REACTANCE 2.23 Ohm
+ Khoảng cỏch sự cố tớnh theo km: 5,8 km
+ Khoảng cỏch sự cố tớnh theo % chiều dài đường dõy: 18,1 %
3. Đỏnh giỏ sơ bộ nguyờn nhõn sự cố như sau:
Lỳc 23h55’ ngày 09/05/2018, Sự cố pha C chạm đất ngoài đường dõy 273T500NQ-272E23.1 nhảy MC273 T500NQ, nhảy MC 272E23.1. Tại đầu trạm 220kV Ninh Bỡnh bảo vệ khoảng cỏch tỏc động, vựng 1, khụng tự động đúng lại, khoảng cỏch sự cố đo được trong rơ le khoảng cỏch l=5,8km.
Thực tế tỡm điểm sự cố như sau:
1. Vị trớ sự cố:
Điểm sự cố phúng điện tại pha C (trờn) vị trớ 74 (đỡ thẳng) thuộc đường dõy 273 Nho Quan (T500NQ) - 272 Ninh Bỡnh (E23.1).
Đỏnh giỏ độ chớnh xỏc điểm phỏt hiện sự cố của rơ le đầu trạm 220kV Ninh Bỡnh: Rơ le khoảng cỏch tại trạm Ninh Bỡnh đến điểm sự cố là 5,8km, khoảng cỏch thực tế từ trạm Ninh Bỡnh đến điểm sự cố được phỏt hiện tại vị trớ 74 là 6,31km (lệch 0,51km).
2. Nguyờn nhõn gõy ra sự cố:
Do sột đỏnh trực tiếp vào cột (chống sột đa tia) hoặc cả cột và dõy chống sột, gõy phúng điện ngược từ cột qua chuỗi cỏch điện đỡ dõy dẫn pha C (pha trờn) vào dõy dẫn vị trớ 74 gõy sự cố.
Hỡnh 4. 4. Chuỗi cỏch điện pha C vị trớ 74 ĐZ NQ-NB1 bị phúng điện
II. Mụ phỏng ngắn mạch đường dõy bằng chương trỡnh ATPDraw. 1. Mụ hỡnh đường dõy 1. Mụ hỡnh đường dõy
Để xỏc định dũng điện ngắn mạch và điện ỏp ngắn mạch, trong nội dung đề tài cú ứng dụng phõn hệ ATPDraw của chương trỡnh (Electro-Magnetic Transients Program) nghiên cứu quá độ điện từ, đã đ-ợc công nhận là một trong những công cụ phổ biến để mô phỏng các hiện t-ợng về điện - cơ cũng nh- các hiện t-ợng về điện từ trong hệ thống điện. ATP-EMTP là một trong những dụng cụ phân tích hệ thống rất linh hoạt và hiệu quả, đang đ-ợc sử dụng rộng rãi trên tồn thế giới trong các lĩnh vực tính tốn thiết kế cũng nh- vận hành cho các loại thiết bị khác trong hệ thống điện.
ATP-EMTP cho phép tính tốn các thơng số hệ thống điện trong chế độ quá độ ở miền thời gian. Các bài toán sau đây th-ờng đ-ợc giải quyết nhờ ch-ơng trình EMTP:
- Hành vi các thiết bị điều khiển trong hệ thống điện,
- Đóng cắt điện kháng, máy biến áp và tụ điện,
- Đóng và tự đóng lại đ-ờng dây,
- Đóng cắt máy cắt đồng thời hoặc khơng đồng thời,
- Đóng điện dung,
- ổn định quá độ, sa thải phụ tải,
- Phân tích sóng hài, cộng h-ởng lõi từ, dao động sắt từ,
- Chống sét,
- Quá điện áp thao tác, quá điện áp khí quyển, quá điện áp phục hồi,
- Nghiên cứu quá điện áp bằng xác suất thống kê,
- Kiểm tra các thiết bị rơle bảo vệ,
- Quá trình quá độ thao tác và ngắn mạch,
- Mô phỏng máy điện, khởi động động cơ,
- Mô phỏng các thiết bị FACTS nh- : SVC, STATCOM, TCSC,
- ứng dụng điện tử công suất mô phỏng hệ thống điều khiển,….
Ngồi ra ATP-EMTP cịn có khả năng chuyển các kết quả ở miền thời gian về miền tần số và phân tích hệ thống nhiều pha ở chế độ xác lập. ATP-EMTP cho phép mô phỏng các hệ thống điện lớn, phức tạp với quy mơ kích th-ớc cực đại nh- Bảng 4. 1.
Số l-ợng nút 6000
Số l-ợng nhánh 10000
Số l-ợng mạch ngắt 1200
Số l-ợng nguồn 900
Số l-ợng phần tử phi tuyến 2250
Số l-ợng máy điện 3 pha 90
Như đó nờu, phương phỏp xỏc định vị trớ sự cố từ tớn hiệu điện ỏp, dũng điện từ 2 đầu đường dõy cú nhược điểm là xỏc định vị trớ sự cố ứng với ngắn mạch chạm đất (1 pha và 2 pha chạm đất) cú sai số lớn do ảnh hưởng của tổng trở thứ tự khụng của mạch vũng ngắn mạch (bao gồm cả tổng trở ttk của nguồn, của đường dõy, điện trở hồ quang tại vị trớ sự cố và điện trở suất của đất). Do vậy trong nội dung nghiờn cứu, tỏc giả xỏc định cỏc thụng số này để đưa vào nội dung mụ phỏng, cụ thể như sau:
- Nghiờn cứu 2 trường hợp đại diện, bao gồm ngắn mạch 3 pha và ngắn mạch 1 pha.
- Nghiờn cứu ngắn mạch 1 pha cú xột tới:
+ Vựng đất dọc chiều dài đường dõy cú dõy 220 kV Nho Quan-Ninh cú điện trở suất là 1000 (.m).
+ Điện trở hồ quang tại vị trớ sự cố là 1 ().
+ Tổng trở nguồn cú tớnh tới tổng trở thứ tự khụng thể hiện như Hỡnh 4. 10.
+ Tổng trở thứ tự thuận, nghịch và thứ tự khụng (thụng số đường dõy trong phần Phụ lục): 2 2 2 2 1 2 1 2 1 2 Z Z (R R ) (X X ) (0,378 2,587) (1,699 9,652) 12, 41( ) 2 2 2 2 0 01 02 01 02 Z (R R ) (X X ) (2,134 3894) (7,577 20,886) 29,1( )
Tổng trở mạch vũng sự cố chạm đất 1 pha (pha A):
1 2 0 Z Z Z Z 17, 97( ) 3
Mụ phỏng đường dõy ngắn mạch với cỏc giả thiết như sau:
- Đường dõy cú tổng chiều dài 32 km được chia thành 4 đoạn để khảo sỏt cỏc điểm