XÂY DỰNG THUẬT TOÁN xác ĐỊNH vị TRÍ sự cố TRÊN lưới TRUYỀN tải

Luận văn thạc sỹ

Xây dựng thuật toán xác định vị trí sự cố trên lưới truyền tải

M CL C
CH KH A H C ............................................................................................... i
CA
C
ị

A

......................................................................................................ii

.......................................................................................................... iii
.................................................................................................................. iv

ABSTRACT ............................................................................................................... v
C

C .................................................................................................................. vi

C

C C C HỊ H .............................................................................................. x

CHƯƠNG 1 TỔNG
1.1

UAN .................................................................................... 1

t vấn đ : ........................................................................................................... 1

1.2 hiệm v c a lu n v n: ........................................................................................ 2
1.3 Phạm vi nghi n c u: ............................................................................................. 3
1.4 Phương pháp nghi n c u: ..................................................................................... 3
1.5 i m m i c a lu n v n: : ..................................................................................... 3
1.6 iá trị thực ti n c a đ tài: ................................................................................... 4
1.7 Các nghi n c u hoa h c li n uan: .................................................................... 4
1.7.1 Phương pháp xung ph n xạ DR ( ime Domain Reflection): ................................. 5
1.7.2 Phương pháp xung d ng C

( mpulse Current

ethod) ....................................... 7

1.8 Hư ng nghi n c u c a lu n v n: ......................................................................... 9
CHƯƠNG 2 CƠ SỞ Lụ THUYẾT ..................................................................... 10
2.1 Hệ thống điện và các thành ph n cơ b n c a hệ thống điện: .............................. 10
2.1.1 Hệ thống s n xuất điện n ng: .............................................................................. 11
2.1.2 Hệ thống truy n t i điện n ng: ............................................................................. 13
2.1.3 Hệ thống ti u th điện n ng: ............................................................................... 14

2.2 gắn mạch trong hệ thống điện: ........................................................................ 14
2.2.1 Các dạng ngắn mạch trong lư i điện truy n t i: .................................................... 16
2.2.1.1 gắn mạch một pha chạm đất: ......................................................................... 16

HVTH: Huỳnh Chí Thanh

vi

GVHD: PGS.TS. Trương Việt Anh


Luận văn thạc sỹ

Xây dựng thuật toán xác định vị trí sự cố trên lưới truyền tải

2.2.1.2 gắn mạch hai pha chạm đất: ........................................................................... 18
2.2.1.3 gắn mạch hai pha chạm nhau: ........................................................................ 19
2.2.1.4 gắn mạch ba pha: .......................................................................................... 20
2.2.2 Cách xác định các dạng ngắn mạch trong lư i truy n t i: ..................................... 22

2.3

a tr n t ng trở c a hệ thống điện: ................................................................... 24

2.3.1 iện háng tương hỗ c a hệ thống truy n t i điện: ............................................... 25
2.3.2

a tr n t ng trở c a đư ng d y truy n t i điện: ................................................... 27

2.3.3

a tr n t ng trở c a ph t i ba pha: .................................................................... 28

2.4 i i thu t xác định vị trí sự cố và điện trở sự cố trong lư i điện ph n phối: .... 28
2.4.1 Sự cố ngắn mạch một pha chạm đất: .................................................................... 29
2.4.1.1

y dựng các phương trình tính toán sự cố một pha chạm đất: ........................... 29

2.4.1.2 ưu đ tính toán sự cố ngắn mạch một pha chạm đất: ........................................ 30
2.4.2 Sự cố ngắn mạch hai pha chạm đất: ..................................................................... 32
2.4.2.1

y dựng các phương trình tính toán sự cố hai pha chạm đất: ............................ 32

2.4.2.2 ưu đ tính toán sự cố ngắn mạch hai pha chạm đất: ......................................... 33
2.4.3 Sự cố ngắn mạch ba pha chạm đất: ...................................................................... 35
2.4.3.1

y dựng các phương trình tính toán sự cố ba pha chạm đất: ............................. 35

2.4.3.2 ưu đ tính toán sự cố ngắn mạch ba pha chạm đất: .......................................... 36
2.4.4 Sự cố ngắn mạch hai pha chạm nhau: .................................................................. 38
2.4.4.1

y dựng các phương trình tính toán ngắn mạch hai pha chạm nhau: ................. 38

2.4.4.2 ưu đ tính toán sự cố ngắn mạch hai pha chạm nhau: ...................................... 39
2.4.5 Sự c ngắn mạch ba pha chạm nhau: ................................................................... 40
2.4.5.1 Xây dựng các phương trình tính toán ngắn mạch hai pha chạm nhau: ................. 40
2.4.5.2 ưu đ tính toán sự cố ngắn mạch ba pha chạm nhau: ....................................... 42

2.5 iện trở h

uang điện trong sự cố ngắn mạch c a lư i điện truy n t i: .......... 43

2.5.1 Hiện tư ng h

uang điện: .................................................................................. 43

2.5.1.1 Khái niệm chung: ............................................................................................ 43
2.5.1.2 Quá trình phát sinh h
2.5.1.3 Quá trình d p tắt h

HVTH: Huỳnh Chí Thanh

uang: ........................................................................... 43
uang: .............................................................................. 45

vii

GVHD: PGS.TS. Trương Việt Anh


Luận văn thạc sỹ

2.5.2 H

Xây dựng thuật toán xác định vị trí sự cố trên lưới truyền tải

uang điện trong sự cố ngắn mạch c a lư i điện truy n t i: .................... 45

2.5.3 Phương trình điện trở h
CHƯƠNG
3.1

M

uang trong sự cố ngắn mạch: ................................ 46

H NH H A M

PH NG ....................................................... 48

hình h a các hối trong m ph ng ngắn mạch lư i truy n t i 110K : ...... 48

3.1.1 Khối ngu n phát điện: ..................................................................................... 48
3.1.2 Khối đư ng d y truy n t i: ............................................................................. 51
3.1.3 Khối ph t i: .................................................................................................... 53
3.1.4 Khối sự cố ngắn mạch: .................................................................................... 54
3.1.5 Khối thu nh n và x lí tín hiệu: ...................................................................... 55
3.2 ưu đ và gi i thu t tính toán m ph ng: .......................................................... 56
3.2.1 Lưu đ tính toán cho chương trình chính: ....................................................... 56
3.2.2 Lưu đ chung cho các chương trình con tính toán vị trí và điện trở sự cố: .... 58
CHƯƠNG
4.1

KẾT

UẢ M

PH NG ................................................................. 62

ph ng v i trư ng h p ngắn mạch một pha chạm đất: ................................. 62

4.1.1 ác định điện trở sự cố hi vị trí sự cố thay đ i: ............................................ 62
4.1.2 ác định vị trí sự cố hi điện trở sự cố thay đ i .............................................. 67
4.2

ph ng v i trư ng h p ngắn mạch hai pha chạm đất .................................... 72

4.2.1 ác định điện trở sự cố hi vị trí sự cố thay đ i .................................................... 72
4.2.2 ác định vị trí sự cố hi điện trở sự cố thay đ i .................................................... 77
4.3

ph ng v i trư ng h p ngắn mạch ba pha chạm đất ..................................... 83

4.3.1 ác định điện trở sự cố hi vị trí sự cố thay đ i .................................................... 83
4.3.2 ác định vị trí sự cố hi điện trở sự cố thay đ i .................................................... 88

4.4

ph ng v i trư ng h p ngắn mạch hai pha chạm nhau ................................. 93

4.4.1 ác định điện trở sự cố hi vị trí sự cố thay đ i .................................................... 93
4.4.2 ác định vị trí sự cố hi điện trở sự cố thay đ i .................................................... 98

4.5

ph ng v i trư ng h p ngắn mạch ba pha chạm nhau................................. 104

4.5.1 ác định điện trở sự cố hi vị trí sự cố thay đ i .................................................. 104

HVTH: Huỳnh Chí Thanh

viii

GVHD: PGS.TS. Trương Việt Anh

Luận văn thạc sỹ

Xây dựng thuật toán xác định vị trí sự cố trên lưới truyền tải

4.5.2 ác định vị trí sự cố hi điện trở sự cố thay đ i .................................................. 109

4.6 h n xét ............................................................................................................ 114
CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN ................................................................................... 117
5.1 Các vấn đ đư c thực hiện trong lu n v n: ...................................................... 117
5.2

nghị và các hư ng phát tri n c a lu n v n: ................................................ 118

TÀI LI U THAM KHẢO .................................................................................... 119
PH L C ............................................................................................................... 121
1. Chương trình chính: ........................................................................................... 121
2. Chương trình xác định loại sự cố: ...................................................................... 123
3. Chương trình xác định vị trí sự cố và điện trở sự cố cho sự cố ngắn mạch một pha
chạm đất: ................................................................................................................ 124
4. Chương trình xác định vị trí sự cố và điện trở sự cố cho sự cố ngắn mạch hai pha
chạm đất: ................................................................................................................ 125
5. Chương trình xác định vị trí sự cố và điện trở sự cố cho sự cố ngắn mạch ba pha
chạm đất: ................................................................................................................ 126
6. Chương trình xác định vị trí sự cố và điện trở sự cố cho sự cố ngắn mạch hai pha
chạm nhau: ............................................................................................................. 127
7. Chương trình xác định vị trí sự cố và điện trở sự cố cho sự cố ngắn mạch ba pha
chạm nhau: ............................................................................................................. 128

HVTH: Huỳnh Chí Thanh

ix

GVHD: PGS.TS. Trương Việt Anh


Luận văn thạc sỹ

Xây dựng thuật toán xác định vị trí sự cố trên lưới truyền tải

M C L C CÁC H NH ............................................................................................ x
Hình 1.1 Dạng xung c a phương pháp DR đối v i các dạng sự cố hác nhau .................. 5
Hình 1.2

thị DR chẩn đoán pha bị sự cố và pha tốt. ................................................. 6

Hình 1.3 Sơ đ

t nối C

........................................................................................... 8

Hình 1.4 K t u chẩn đoán t phương pháp C
Hình 2.1

........................................................... 8

hình minh h a cho hệ thống điện .............................................................. 12

Hình 2.2 Nhà máy điện hạt nh n hree

ile sland tại bang Pennsylvania ...................... 12

Hình 2.3 h y điện đa mi 4 ........................................................................................ 13
Hình 2.4 ư ng d y 500K bắc nam ........................................................................... 14
Hình 2.5

nấu thép b ng điện .................................................................................... 15

Hình 2.6 Sự cố ngắn mạch do cành c y mắc tr n lư i điện truy n t i .............................. 16
Hình 2.7 Dạng s ng d ng điện hi c sự cố ngắn mạch một pha chạm đất ...................... 18
Hình 2.8 Dạng s ng điện áp hi c sự cố ngắn mạch một pha chạm đất .......................... 18
Hình 2.9 Dạng s ng d ng điện hi c sự cố ngắn mạch hai pha chạm đất ....................... 19
Hình 2.10 Dạng s ng điện áp hi c sự cố ngắn mạch hai pha chạm đất ......................... 20
Hình 2.11 Dạng s ng d ng điện hi c sự cố ngắn mạch hai pha chạm nhau ................... 21
Hình 2.12 Dạng s ng điện áp hi c sự cố ngắn mạch hai pha chạm nhau ....................... 21
Hình 2.13 Dạng s ng d ng điện hi c sự cố ngắn mạch ba pha ..................................... 22
Hình 2.14 Dạng s ng điện áp hi c sự cố ngắn mạch ba pha ......................................... 23
Hình 2.15

ng trở tự th n và tương hỗ tr n một đư ng d y ba pha ............................... 27

Hình 2.16 gắn mạch một pha chạm đất ....................................................................... 31
Hình 2.17 gắn mạch hai pha chạm đất ........................................................................ 34
Hình 2.18 gắn mạch ba pha chạm đất ......................................................................... 37
Hình 2.19 gắn mạch hai pha chạm nhau ..................................................................... 40
Hình 2.20 gắn mạch ba pha chạm nhau ...................................................................... 42
Hình 3.1

hình ngu n điện áp cấp cho đư ng d y truy n t i ...................................... 48

Hình 3.2 iao diện xác định các th ng số cho ngu n điện ba pha ................................... 49
Hình 3.3

hình đư ng d y truy n t i ......................................................................... 51

Hình 3.4 iao diện x y dựng các th ng số cho đư ng d y ba pha ................................... 52

HVTH: Huỳnh Chí Thanh

x

GVHD: PGS.TS. Trương Việt Anh


Luận văn thạc sỹ

Hình 3.5

Xây dựng thuật toán xác định vị trí sự cố trên lưới truyền tải

hình hối ph t i ...................................................................................... 53

Hình 3.6 iao diện x y dựng các th ng số cho hối ph t i ........................................... 53
Hình 3.7 Sơ đ

t nối hối tạo sự cố ........................................................................... 55

Hình 3.8 Sơ đ

t nối hối đi u ch tín hiệu ................................................................ 56

Hình 3.9 Sơ đ

t nối c a mạch m hình h a m ph ng ............................................... 57

Hình 3.10 ưu đ chương trình tính toán sự cố ngắn mạch............................................. 58
Hình 3.11 Lưu đ tính toán vị trí và điện trở sự cố cho các chương trình con .................. 61

Hình 4.1 K t u tính toán điện trở sự cố hi vị trí sự cố thay đ i trong ngắn mạch
một pha chạm đất ...................................................................................................... 66
Hình 4.2 K t u tính toán vị trí sự cố hi điện trở sự cố thay đ i trong ngắn mạch
một pha chạm đất ...................................................................................................... 72
Hình 4.3 K t u tính toán điện trở sự cố hi vị trí sự cố thay đ i trong ngắn mạch
hai pha chạm đất ........................................................................................................ 77
Hình 4.4 K t u tính toán vị trí sự cố hi điện trở sự cố thay đ i trong ngắn mạch
hai pha chạm đất ........................................................................................................ 82
Hình 4.5 K t u tính toán điện trở sự cố hi vị trí sự cố thay đ i trong ngắn mạch
ba pha chạm đất ......................................................................................................... 87
Hình 4.6 K t u tính toán vị trí sự cố hi điện trở sự cố thay đ i trong ngắn mạch
ba pha chạm đất ......................................................................................................... 93
Hình 4.7 K t u tính toán điện trở sự cố hi vị trí sự cố thay đ i trong ngắn mạch
hai pha chạm nhau ..................................................................................................... 98
Hình 4.8 K t u tính toán vị trí sự cố hi điện trở sự cố thay đ i trong ngắn mạch
hai pha chạm nhau ................................................................................................... 103
Hình 4.9 K t u tính toán điện trở sự cố hi vị trí sự cố thay đ i trong ngắn mạch
ba pha chạm nhau .................................................................................................... 108
Hình 4.10 K t u tính toán vị trí sự cố hi điện trở sự cố thay đ i trong ngắn mạch
ba pha chạm nhau .................................................................................................... 114

Hình 4.11 So sánh sai số tính toán gi a các loại sự cố ngắn mạch ......................... 115

HVTH: Huỳnh Chí Thanh

xi

GVHD: PGS.TS. Trương Việt Anh


Luận văn thạc sỹ

Xây dựng thuật toán xác định vị trí sự cố trên lưới truyền tải

CHƯƠNG 1:

TỔNG

UAN

1.1 Đặt vấn đề
ư ng d y truy n t i điện là một trong nh ng h u rất uan tr ng trong
việc đ m b o sự li n lạc gi a các ngu n điện và các hộ ti u th điện. ốc độ phát
tri n nhanh ch ng c a hệ thống điện trong vài th p ỷ ua c ng đ dẫn đ n một sự
t ng nhanh v số lư ng các đư ng d y truy n t i ở các cấp điện áp c ng như t ng
chi u dài c a toàn hệ thống. heo thống
iet am Electricity), lư i điện
th hiện

iệt

c a t p đoàn điện lực iệt am (E

am đ

-

h ng ng ng mở rộng, vươn xa

uy m phát tri n, sự l n mạnh c a ngành

inh t m i nh n, đ m b o

cung cấp điện ngày càng tin c y, hiệu u hơn cho phát tri n đất nư c. Số liệu
thống

ngày 18 08 2011:

ng chi u dài đư ng d y ở các cấp điện áp c a E

tính đ n h t n m 2008: 306.000 m. rong giai đoạn 2006-2015, E

dự i n phát

tri n m i: 3.178 m đư ng d y 500

, 12.659 m

đư ng d y 110

, 9.592 m đư ng d y 220

.

rong uá trình v n hành, đư ng d y truy n t i điện c th g p nh ng sự cố
như sét đánh, ngắn mạch, đ t d y, chạm đất, sự cố t các thi t bị, hoạt động sai c a
thi t bị hay sự cố t phía ngư i s d ng, tình trạng uá t i và sự l o h a c a thi t
bị... Khi x y ra sự cố tại bất ỳ một ph n t nào tr n đư ng d y, b o vệ rơle s tác
động tách ph n t bị sự cố ra h i hệ thống điện và loại tr sự nh hưởng c a ph n
t sự cố v i các ph n t li n

h ng bị sự cố. hư v y uá trình nh n dạng, phát

hiện, cách ly và xác định chính xác vị trí sự cố càng nhanh s
giúp cho việc
gi m thiệt hại v

h i ph c lại ch

càng c

l i,

độ làm việc bình thư ng c a hệ thống điện,

inh t và n ng cao đư c độ tin c y cung cấp điện cho các hộ ti u

th .
Hiện nay, đ đáp ng v i nhu c u n ng lư ng điện ngày càng l n hi đất
nư c ti n hành c ng nghiệp h a và hiện đại h a thì lư i điện truy n t i đ phát tri n
h ng ng ng v số lư ng c ng như đư c n ng cấp v chất lư ng và h n ng

truy n t i. Song song v i nhu c u ph i đáp ng đ v số lư ng điện n ng thì y u

HVTH: Huỳnh Chí Thanh

1

GVHD: PGS.TS. Trương Việt Anh


Luận văn thạc sỹ

Xây dựng thuật toán xác định vị trí sự cố trên lưới truyền tải

c u v chất lư ng điện n ng c ng đư c đ t ra ngày càng cao hi các thi t bị điện
hoạt động li n t c suốt ngày đ m.
rong uá trình v n hành lư i điện thì y u c u cấp điện li n t c cho hách
hàng là một y u c u bắt buộc. uy nhi n, việc gián đoạn trong uá trình ph n phối
là việc bất h

háng và h ng th tránh đư c hi hệ thống truy n t i g p các sự cố

l n v điện như ngắn mạch và hở mạch do các tác động b n ngoài như c y đ , sét
đánh làm đ t d y điện. Khi đ , y u c u cấp thi t là ph i xác định nhanh vị trí sự cố
đ nhanh ch ng cách li hu vực sự cố, h i ph c và chuy n hư ng d ng c ng suất
sang các phát tuy n hác đ

n định cung cấp điện cho các hu vực hác là một y u

c u đ t ra trư c ti n cho các trạm đi u phối. iệc này s làm gi m đáng

th i gian

mất điện c a hệ thống, n ng cao chất lư ng điện n ng cho lư i truy n t i.
thực hiện nhiệm v này, nhi u phương án và gi i pháp đư c đưa ra đ
xác định vị trí sự cố ngắn mạch. Các phương pháp đ đ ra ph n l n chỉ c th thực
hiện sau hi hệ thống đ g p sự cố và cách li đoạn sự cố ra h i lư i điện truy n t i
và s d ng các thi t bị chuy n d ng đ tạo xung d ng điện ph ng vào lư i điện đ
xác định vị trí sự cố.

i u này s làm mất th m nhi u th i gian và chi phí há l n

cho thi t bị.
u n v n t p trung x y dựng một gi i thu t

t nối lư i dựa tr n việc nh n

các giá trị điện áp và d ng điện trư c và sau sự cố t các thi t bị đo đ c s n trong
trạm đi u phối
1.2 Nhi

t h p v i các th ng số hệ thống đ bi t trư c.

v củ lu n văn

u nv n

y dựng thu t toán xác định vị trí sự cố tr n lư i truy n t i c nội

dung ch y u:
-

m uan tr ng c a lu n v n.

- Ph n loại sự nh hưởng c a các loại sự cố l n lư i điện truy n t i.
-

y dựng phương trình và gi i thu t đ tính toán vị trí sự cố và giá trị điện

trở tại đi m sự cố.
- D ng ph n m m

atlab 7.0 m ph ng cho phương pháp đư c đ xuất.

- K t u nghi n c u c a lu n v n.

HVTH: Huỳnh Chí Thanh

2

GVHD: PGS.TS. Trương Việt Anh


Luận văn thạc sỹ

1.3 Ph

Xây dựng thuật toán xác định vị trí sự cố trên lưới truyền tải

vi nghiên cứu

- ghi n c u các th ng số chính tr n một lư i điện truy n t i.
- ghi n c u phương pháp tính toán vị trí ngắn mạch đ đư c đ xuất.
ghi n c u tính toán các th ng số và nh hưởng c a các th ng số l n d ng

-

điện, điện áp ngắn mạch hi c sự cố ngắn mạch x y ra.
- ghi n c u v các loại sự cố tr n lư i điện truy n t i và cách ph n loại các
dạng sự cố hi c sự cố x y ra.
xuất gi i thu t xác định vị trí và điện trở sự cố cho các sự cố ngắn mạch.

-

- ưa ra m hình m ph ng đ đánh giá

t u c a gi i thu t xác định vị trí

sự cố đ đ ra.
- p d ng
1.4 Ph

t u đ ti n đ n i m ch ng

t u tr n hệ thống thực t .

ng pháp nghiên cứu
- hu th p tài liệu li n uan đ n đ tài nghi n c u.
- ghi n c u các m hình lư i điện truy n t i hiện hành. Các th ng số đư ng

truy n t i tr n lư i điện và nh hưởng c a các th ng số l n hoạt động c a hệ thống

điện.
-

y dựng gi i thu t xác định vị trí và điện trở sự cố cho lư i điện truy n

t i.
- Xây dựng m hình m ph ng cho gi i thu t đ ra, t đ ti n hành tính toán
và xác định các trư ng h p c th xuất hiện hi ng d ng vào thực t .
- Ph n tích các

t u nh n đư c và các i n nghị.

- ánh giá t ng uát toàn bộ lu n v n.
1.5 Điể

nghị hư ng phát tri n c a đ tài.

ới củ lu n văn

- ìm ra cách xác đinh các th ng số hệ thống cho một đư ng d y truy n t i.
-

ưa ra gi i thu t và chương trình m i đ xác định vị trí sự cố và điện trở

sự cố cho mạch một cách nhanh ch ng mà h ng c n th m các thi t bị ph c tạp nào
hác.
-

p ph n n ng cao chất lư ng và hoạt động tin c y hơn cho lư i điện

truy n t i.

HVTH: Huỳnh Chí Thanh

3

GVHD: PGS.TS. Trương Việt Anh


Luận văn thạc sỹ

Xây dựng thuật toán xác định vị trí sự cố trên lưới truyền tải

- i m thi u th i gian gián đoạn c a hệ thống điện hi sự cố x y ra c ng như
gi m thi u chi phí v n hành c a hệ thống hi g p sự cố ngắn mạch.
1. Giá trị thực ti n củ đề tài
y u c u cấp thi t t thực t , gi i thu t đư c đ xuất trong lu n v n hi áp
d ng vào thực t v n hành s g p ph n gi m thi u th i gian mất điện hi c sự cố
x y ra.

ng th i, v i ưu đi m là h ng s d ng th m các thi t bị chuy n d ng t

b n ngoài n n s gi m đư c rất nhi u chi phí mua sắm trang thi t bị c ng như chi
phí v n hành cho các thi t bị chuy n d ng đi
đáng

m này.

i u này g p ph n gi m

chi phí cho lư i điện trong uá trình x y dựng c ng như v n hành hoạt

động hệ thống lư i điện truy n t i.
Chính vì v y, đ tài

y dựng thu t toán xác định vị trí sự cố tr n lư i điện

truy n t i. đư c thực hiện nh m m c đích g p th m một gi i pháp h u ích đ n ng
cao chất lư ng v n hành cho lư i điện truy n t i.
c ng việc nghi n c u c a lu n v n:
-

h n đư c

t u t một m hình m ph ng cho một lư i điện truy n t i

v i các th ng số lư i thực t .
- Ứng d ng rộng r i trong các trạm truy n t i trong hệ thống điện nh m xác
định nhanh các sự cố và vị trí c a chúng tr n lư i.
-

iúp các nhà hoạch định c th m một gi i pháp nh m n ng cao độ n định

và v n hành tốt lư i điện.
- S d ng làm tài liệu gi ng dạy.
-

iúp cho các nhà thi t

các tài liệu uan tr ng trong tính toán thi t

hệ

thống điện hiệu u hơn b ng các ph n m m m ph ng hệ thống.
1.7 Các nghiên cứu ho học liên qu n
C nhi u nghi n c u đư c thực hiện trong nh ng n m g n đ y nh m m c
đích xác định vị trí ngắn mạch một cách nhanh ch ng và chính xác nhất c th . uy
nhi n, các nghi n c u ch y u t p trung vào hư ng nghi n c u d ng xung d ng
điện bắn vào lư i điện c sự cố nh m xác định vị trí ngắn mạch. Các phương pháp
đư c gi i thiệu như b n dư i.

HVTH: Huỳnh Chí Thanh

4

GVHD: PGS.TS. Trương Việt Anh


Luận văn thạc sỹ

1.7.1 Ph

Xây dựng thuật toán xác định vị trí sự cố trên lưới truyền tải

ng pháp ung phản ạ TDR (Time Domain Reflection)

ại nơi giao nhau c a hai m i trư ng truy n hác nhau, s ng truy n đ n s
sinh ra một s ng ph n xạ và truy n ngư c trở lại m i trư ng ban đ u.

guy n l

này đ đư c ng d ng trong phương pháp ime Domain Reflection v i m i trư ng
t i truy n là đ u một d y dẫn và m i trư ng t i là nơi gián đoạn c a đư ng d y hi
ngắn mạch, nơi giao nhau c a hai m i trư ng chính là đi m xuất hiện sự cố ngắn
mạch.
xác định vị trí sự cố, một xung áp đư c phát vào trong d y truy n dẫn,
hi g p vị trí sự cố thì s xuất hiện xung ph n xạ h i v . Dựa vào độ l n và g c pha
h i v ta c th xác định đư c vị trí sự cố tr n lư i. Phương pháp này g n giống
nguy n lí hoạt động c a rada ch động.
đ m b o độ chính xác cho việc xác định vị trí sự cố, phương pháp y u
c u gắn th m một đư ng d y chạy song song làm tham chi u cho đư ng d y truy n
dẫn. Hình 1.1 và 1.2 minh h a cho phương pháp DR.

Hình 1.1 ạng ung của ph

HVTH: Huỳnh Chí Thanh

ng pháp T R đối với các ạng sự cố khác nhau

5

GVHD: PGS.TS. Trương Việt Anh


Luận văn thạc sỹ

Xây dựng thuật toán xác định vị trí sự cố trên lưới truyền tải

Hình 1.2 Đ thị T R chẩn đoán pha bị sự cố v pha tốt
y là phương pháp đư c ng d ng l u đ i nhất trong các phương pháp xác

định vị trí sự cố. uy nhi n, ngày nay phương pháp này đ

h ng c n đư c s d ng

nhi u vì nh ng ưu như c đi m mà phương pháp này đang c .

HVTH: Huỳnh Chí Thanh

6

GVHD: PGS.TS. Trương Việt Anh


Luận văn thạc sỹ

Xây dựng thuật toán xác định vị trí sự cố trên lưới truyền tải

u đi m
y là một phương pháp dựa tr n nguy n v sự truy n s ng.

-

- iệc thực thi gi i pháp này há ti t iệm v chi phí lắp đ t và v n hành hi
chỉ y u c u một máy phát xung áp và một máy đo xung áp h i v .
- Phương pháp s cho

t u tốt đối v i các đư ng d y h ng c ho c c ít

mối nối và các đư ng d y ngắn.
h

c đi m
- Phương pháp này ít hiệu u đối v i các đư ng d y dài hay c nhi u mối

nối.

guy n nh n là hi ua các mối nối đ u làm xuất hiện các xung ph n xạ tr

ngư c v ngu n phát xung làm nhi u ngu n tín hiệu b n thu.
- Chỉ c th thực hiện đư c phương án tr n hi đư ng d y truy n t i h ng
v n hành.
- Phương pháp phát xung áp vào đư ng d y truy n t i s bị nhi u l n n u
đư ng d y truy n t i bị đ t trong v ng chịu nh hưởng c a các ngu n điện hác (ví
d như hi chạy g n hay giao nhau một đư ng lư i điện hác).
1.7.2 Ph

ng pháp ung

ng I

(Impulse urrent

etho )

h m hắc ph c nh ng như c đi m c a phương pháp xung ph n xạ DR,
một phương pháp m i đư c đưa ra đ t n d ng các ưu đi m c a DR đ chính là
phương pháp xung d ng điện C

( mpulse Current

ethod). Phương pháp này đ

xuất phương án đưa một xung d ng điện vào lư i điện truy n dẫn thay vì một xung
áp như phương pháp DR.
ung d ng điện c b n chất là d ng các hạt chuy n d i c hư ng n n rất ít
bị nh hưởng bởi m i trư ng b n ngoài. goài ra, d ng điện phát đi s ít bị suy hao
tr n đư ng truy n dẫn vì phát đi bao nhi u thì thu lại bấy nhi u, chỉ hác nhau v
dạng s ng do cấu trúc lư i điện và sự cố lư i g y ra.
guy n tắc cơ b n dựa vào máy phát xung cao th đ tạo ra ph ng điện tại
đi m sự cố. Quá trình x g y ra một s ng d ng điện uá độ chạy t đi m sự cố đ n
máy phát xung, việc l p lại ho ng xung dựa vào ho ng cách c a sự cố. Do xung
uá độ c bi n độ l n n n m c độ chính xác c a phương pháp này là há cao.

HVTH: Huỳnh Chí Thanh

7

GVHD: PGS.TS. Trương Việt Anh


Luận văn thạc sỹ

Xây dựng thuật toán xác định vị trí sự cố trên lưới truyền tải

Hình 1.3 và 1.4 b n dư i m t cho phương pháp C .

Hình 1.3 S đ kết nối I

Hình 1.4 Kết quả chẩn đoán từ ph

ng pháp I

y là phương pháp ti n ti n và áp d ng rộng r i trong nh ng n m g n đ y do
nh ng ưu đi m mà n mang lại:

HVTH: Huỳnh Chí Thanh

8

GVHD: PGS.TS. Trương Việt Anh


Luận văn thạc sỹ

Xây dựng thuật toán xác định vị trí sự cố trên lưới truyền tải

- Kh ng bị nh hưởng nhi u c a m i trư ng b n ngoài do ít bị tác động c a
t trư ng b n ngoài đư ng truy n t i.
- Kh ng bị suy hao hi đi ua các mối nối c a các đư ng d y và c th áp
d ng cho các đư ng d y truy n t i đư ng dài.
- Do ít bị tác động bởi các đi u iện hách uan n n độ chính xác c a
phương pháp C

là rất cao.

uy nhi n, b n cạnh nh ng ưu đi m, phương pháp C

c n c một số như c

đi m sau:

- Do ph i phát xung d ng vào lư i điện truy n t i n n ph i c thi t bị chuy n
d ng đ làm việc.
- Do giá thành thi t bị há cao, do đ i h i c ng nghệ ti n ti n n n h ng th
trang bị đại trà cho hệ thống điện l n, nhi u trạm chuy n mạch.
- C ng như phương pháp DR, phương pháp xung d ng c ng chỉ c th làm
việc hi lư i điện h ng hoạt động. Chưa c c i ti n thích h p đ thi t bị c th làm
việc trực ti p tr n lư i điện đang hoạt động.
1. H ớng nghiên cứu củ lu n văn
-

xuất một phương pháp xác định vị trí sự cố m i dựa tr n t ng trở hệ

thống lư i điện truy n t i.
-

y dựng một gi i thu t xác định vị trí sự cố dựa tr n các th ng số d ng

điện và điện áp đo đư c tr n tại đi m đ u lư i điện truy n t i.
-

y dựng gi i pháp xác định vị trí sự cố c th hoạt động hi lư i điện

đang v n hành.
-

y dựng gi i pháp xác định vị trí sự cố sao cho h ng ph i d ng th m các

thi t bị hỗ tr tạo xung d ng điện hay điện áp đưa vào hệ thống truy n dẫn c n xác
định.

HVTH: Huỳnh Chí Thanh

9

GVHD: PGS.TS. Trương Việt Anh


Luận văn thạc sỹ

Xây dựng thuật toán xác định vị trí sự cố trên lưới truyền tải

CHƯƠNG 2:

CƠ SỞ Lụ THUYẾT
2.1 H th ng đi n và các thành ph n c

n củ h th ng đi n

-

.
-

,

HVTH: Huỳnh Chí Thanh

10

GVHD: PGS.TS. Trương Việt Anh

Luận văn thạc sỹ

Xây dựng thuật toán xác định vị trí sự cố trên lưới truyền tải

nh 2.1
2.1.1

h nh minh h a cho hệ thống điện

ệ thống sản uất điện n ng

Hình 2.2 Nhà máy điện hạt nh n Three

HVTH: Huỳnh Chí Thanh

11

ile Islan tại bang Pennsylvania

GVHD: PGS.TS. Trương Việt Anh


Luận văn thạc sỹ

Xây dựng thuật toán xác định vị trí sự cố trên lưới truyền tải

nhân.

Hình 2.3 Thủy điện Đak mi 4

HVTH: Huỳnh Chí Thanh

12

GVHD: PGS.TS. Trương Việt Anh


Luận văn thạc sỹ

2.1.2

Xây dựng thuật toán xác định vị trí sự cố trên lưới truyền tải

ệ thống truy n tải điện n ng

110KV, 220KV, 500KV.

Km

Hình 2.4 Đ

HVTH: Huỳnh Chí Thanh

ng

13

y 500KV bắc nam

GVHD: PGS.TS. Trương Việt Anh


Luận văn thạc sỹ

2.1.3

Xây dựng thuật toán xác định vị trí sự cố trên lưới truyền tải

ệ thống ti u th điện n ng

.

Hình 2.5

nấu th p b ng điện

K
2.2 Ng n

ch trong h th ng đi n

HVTH: Huỳnh Chí Thanh

14

GVHD: PGS.TS. Trương Việt Anh

Luận văn thạc sỹ

Xây dựng thuật toán xác định vị trí sự cố trên lưới truyền tải

h

Hình 2.6 Sự cố ngắn mạch o c nh c y mắc tr n l ới điện truy n tải

HVTH: Huỳnh Chí Thanh

15

GVHD: PGS.TS. Trương Việt Anh


Luận văn thạc sỹ

Xây dựng thuật toán xác định vị trí sự cố trên lưới truyền tải

-

2.2.1 ác ạng ngắn mạch trong l ới điện truy n tải

,

ô

.
2.2.1.1 g n ạch

HVTH: Huỳnh Chí Thanh

t pha chạ đ t

16

GVHD: PGS.TS. Trương Việt Anh


Luận văn thạc sỹ

Xây dựng thuật toán xác định vị trí sự cố trên lưới truyền tải

:

Hình 2.7 ạng sóng

ng điện khi có sự cố ngắn mạch một pha chạm đất

Hình 2.8 ạng sóng điện áp khi có sự cố ngắn mạch một pha chạm đất

HVTH: Huỳnh Chí Thanh

17

GVHD: PGS.TS. Trương Việt Anh


Luận văn thạc sỹ

Xây dựng thuật toán xác định vị trí sự cố trên lưới truyền tải

2.2.1.2 g n ạch hai pha chạ đ t

:

Hình 2.9 ạng sóng

HVTH: Huỳnh Chí Thanh

ng điện khi có sự cố ngắn mạch hai pha chạm đất

18

GVHD: PGS.TS. Trương Việt Anh


Luận văn thạc sỹ

Xây dựng thuật toán xác định vị trí sự cố trên lưới truyền tải

Hình 2.10 ạng sóng điện áp khi có sự cố ngắn mạch hai pha chạm đất
2.2.1.3 g n ạch hai pha chạ nhau

nhau

.

HVTH: Huỳnh Chí Thanh

19

GVHD: PGS.TS. Trương Việt Anh