Định vị sự cố trên đường dây dựa trên tín hiệu đo lường không đồng bộ tại hai đầu đường dây

Định vị sự cố trên đường dây dựa trên tín hiệu đo lường không đồng bộ tại hai đầu đường dây

MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN ................................................................................................................... iii
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ ................................................................................................ iv
DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU............................................................................................ v
PHẦN MỞ ĐẦU .................................................................................................................... vi
CHƢƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ ĐỊNH VỊ SỰ CỐ TRÊN LƢỚI TRUYỀN TẢI ĐIỆN ....... 1
1.1 Sự cần thiết phải nâng cao độ chính xác của định vị sự cố ......................................... 1
1.2 Các yếu tố ảnh hƣởng đến độ chính xác của tính toán định vị sự cố ........................... 2
1.3 Tổng quan các phƣơng pháp định vị sự cố áp dụng cho đƣờng dây trên không của
lƣới truyền tải điện .................................................................................................................. 2
1.4 Đề xuất hƣớng nghiên cứu của luận văn .................................................................... 11
CHƢƠNG 2 ĐÁNH GIÁ CÁC YẾU TỐ GÂY SAI SỐ ĐỐI VỚI ĐỊNH VỊ SỰ CỐ THEO
TÍN HIỆU ĐO LƢỜNG TỪ MỘT PHÍA ............................................................................. 16
2.1 Nguyên lý của phƣơng pháp định vị điểm sự cố dựa theo tín hiệu đo lƣờng từ một
phía 16
2.1.1
Nguyên lý làm việc ............................................................................................. 16
2.2 Các thuật toán tính toán tổng trở trong rơle khoảng cách .......................................... 17
2.3 Các yếu tố ảnh hƣởng đến độ chính xác của phƣơng pháp định vị sự cố dựa trên tín
hiệu đo lƣờng từ một phía..................................................................................................... 19
2.3.1
Ảnh hƣởng của điện trở tại điểm sự cố .............................................................. 20
2.3.2
Ảnh hƣởng của dòng tải trên đƣờng dây trƣớc sự cố ......................................... 22
2.3.3
Ảnh hƣởng của điện kháng tƣơng hỗ của các đƣờng dây song song ................. 22
2.3.4
Ảnh hƣởng của hệ số phân bố dòng điện ........................................................... 23
CHƢƠNG 3 ĐỊNH VỊ SỰ CỐ DỰA THEO TÍN HIỆU ĐO LƢỜNG KHÔNG ĐỒNG BỘ

TỪ HAI ĐẦU ĐƢỜNG DÂY .............................................................................................. 25
3.1 Nguyên lý chung của định vị sự cố dựa theo tín hiệu đo lƣờng đồng bộ từ hai đầu
đƣờng dây ............................................................................................................................. 25
3.1.1
Cơ sở tính toán của phƣơng pháp ....................................................................... 25
3.1.2
Trƣờng hợp tín hiệu đo không đƣợc đồng bộ ..................................................... 26
3.1.3
Nhƣợc điểm của các phƣơng pháp định vị sự cố theo tín hiệu đo từ hai đầu
thông thƣờng ..................................................................................................................... 29
3.2 Nghiên cứu phƣơng pháp định vị sự cố dựa theo phân bố độ lớn điện áp từ hai đầu
đƣờng dây đến điểm sự cố .................................................................................................... 31
3.2.1
Các mô hình đƣờng dây sử dụng trong tính toán và lý do lựa chọn ................... 32
3.2.2
Xác định vị trí sự cố với đƣờng dây sử dụng mô hình thông số rải ................... 33
3.2.3
Xác định vị trí sự cố với đƣờng dây sử dụng mô hình thông số tập trung ......... 35

i


Định vị sự cố trên đường dây dựa trên tín hiệu đo lường không đồng bộ tại hai đầu đường dây

3.2.4
Xác định vị trí sự cố với đƣờng dây sử dụng mô hình thông số tập trung bỏ qua
điện dẫn của đƣờng dây .................................................................................................... 37
3.2.5
Lựa chọn loại dòng điện và điện áp trong tính toán góc đồng bộ ...................... 38
3.3 Nhận xét đối với phƣơng pháp định vị theo phân bố độ lớn điện áp ......................... 39

CHƢƠNG 4 MÔ PHỎNG KIỂM CHỨNG .......................................................................... 40
4.1 Công cụ sử dụng ........................................................................................................ 40
4.1.1
Phần mềm mô phỏng .......................................................................................... 40
4.1.2
Thông số của đƣờng dây và hệ thống đƣợc mô phỏng ....................................... 40
4.2 Các kịch bản mô phỏng ............................................................................................. 43
4.3 Kết quả mô phỏng và các nhận xét ............................................................................ 44
4.3.1
Kết quả tính toán với một bộ số liệu cụ thể ........................................................ 44
4.3.2
Kết quả tính toán với các trƣờng hợp còn lại biểu diễn dƣới dạng đồ thị .......... 46
4.3.3
Nhận xét kết quả ................................................................................................. 48
CHƢƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ ĐÁNH GIÁ ......................................................................... 50
5.1 Kết luận ...................................................................................................................... 50
5.2 Các đóng góp của tác giả ........................................................................................... 51
5.2 Phƣơng hƣớng nghiên cứu trong tƣơng lai ................................................................ 51
TÀI LIỆU THAM KHẢO ..................................................................................................... 53
PHỤ LỤC .............................................................................................................................. 54

ii


Định vị sự cố trên đường dây dựa trên tín hiệu đo lường không đồng bộ tại hai đầu đường dây

LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan luận văn là kết quả nghiên cứu của riêng tôi, không sao chép
của ai.Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chƣa từng đƣợc ai công
bố trong bất kỳ công trình nào khác.Nội dung luận văn có tham khảo và sử dụng các

tài liệu, thông tin đƣợc đăng tải trên các tác phẩm, tạp chí, bài báo và các trang web
theo danh mục tài liệu tham khảo của luận văn.
Tác giả

Roãn Khắc Thắng

iii


Định vị sự cố trên đường dây dựa trên tín hiệu đo lường không đồng bộ tại hai đầu đường dây

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
Hình 1 Sơ đồ phƣơng thức bảo vệ của đƣờng dây truyền tải ..................................................... 3
Hình 2 Rơle GRL100 của hãng Toshiba và 7SA6xx của hãng Siemens.................................... 4
Hình 3 Sai số định vị sự cố đối với rơle GRL100 của hãng Toshiba ......................................... 5
Hình 4 Sơ đồ tổng quan phƣơng pháp định vị sự cố dựa trên bản ghi sự cố của các rơle hai
đầu đƣờng dây ............................................................................................................................ 5
Hình 5 Định vị sự cố dựa theo ứng dụng của trí tuệ nhân tạo .................................................... 7
Hình 6 Sơ đồ minh họa phƣơng pháp sử dụng sóng lan truyền xác định vị trí sự cố ................ 8
Hình 7 Sự lan truyền và phản xạ của sóng dòng điện trên đƣờng dây ....................................... 9
Hình 8 Giao diện của thiết bị định vị sự cố của hãng Nippon .................................................. 10
Hình 9 So sánh tổng kết về các phƣơng pháp định vị sự cố ..................................................... 11
Hình 10 Đề xuất nội dung nghiên cứu của luận văn ................................................................ 14
Hình 11 Bố cục các nội dung nghiên cứu của luận văn ........................................................... 15
Hình 12 Đặc tính làm việc điển hình của rơle bảo vệ khoảng cách của Siemens .................... 16
Hình 13 Mạch tính toán cho sự cố pha – pha ........................................................................... 17
Hình 14 Mạch tính toán cho sự cố pha – đất ............................................................................ 18
Hình 15 Sự cố chạm đất trên đƣờng dây có hai nguồn cấp ...................................................... 20
Hình 16 Ảnh hƣởng của điện trở tại điểm sự cố đến tổng trở đo đƣợc .................................... 22
Hình 17 Ảnh hƣởng của điện kháng tƣơng hỗ của các đƣờng dây song song ......................... 23

Hình 18 Ảnh hƣởng của hệ số phân bố dòng điện ................................................................... 24
Hình 19 Sơ đồ nguyên lý của đƣờng dây bị sự cố với hai nguồn cấp ...................................... 25
Hình 20 Đƣờng dây truyền tải với rơle bảo vệ hai đầu ............................................................ 27
Hình 21 Trƣờng hợp tín hiệu đo lƣờng không đƣợc đồng bộ .................................................. 28
Hình 22 Đồng bộ lại tín hiệu đầu B theo đầu A (với đầu A chọn làm gốc) ............................. 29
Hình 23 Ví dụ bản ghi sự cố ghi nhận đƣợc bởi rơle ............................................................... 30
Hình 24 Thông tin rơle ghi đƣợc trƣớc, trong và sau khi sự cố ............................................... 31
Hình 25 Vị trí sự cố và phân bố điện áp tính từ hai phía tới điểm sự cố .................................. 32
Hình 26 Sơ đồ đƣờng dây bị sự cố ........................................................................................... 34
Hình 27 Sơ đồ thay thế hình π sử dụng thông số rải của đƣờng dây bị sự cố .......................... 34
Hình 28 Sơ đồ thay thế sử dụng thông số tập trung của đƣờng dây bị sự cố ........................... 35
Hình 29 Sơ đồ thay thế sử dụng thông số tập trung bỏ quan điện dẫn ..................................... 37
Hình 30 Sơ đồ mô phỏng của tuyến đƣờng dây 220kV trong PSCAD .................................... 41
Hình 31 Giao diện điều chỉnh tham số sự cố ............................................................................ 41
Hình 32 Ví dụ dạng sóng dòng điện và điện áp trƣớc sự cố..................................................... 44

iv


Định vị sự cố trên đường dây dựa trên tín hiệu đo lường không đồng bộ tại hai đầu đường dây

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU
Bảng 1 Tổng kết về mạch tính toán cho sự cố pha- pha ........................................................... 17
Bảng 2 Tổng kết về mạch tính toán cho sự cố pha- đất............................................................ 19
Bảng 3 Thông số các phần tử sử dụng trong mô phỏng ........................................................... 42
Bảng 4 Một bộ số liệu thu đƣợc sau mô phỏng ........................................................................ 44

v

Định vị sự cố trên đường dây dựa trên tín hiệu đo lường không đồng bộ tại hai đầu đường dây

PHẦN MỞ ĐẦU
Lƣới điện truyền tải điện ngày càng đƣợc đầu tƣ và phát triển nhằm đáp ứng nhu
cầu điện phục vụ phát triển kinh tế xã hội của đất nƣớc.Trong quá trình vận hành, các
sự cố trên đƣờng dây có thể xảy ra tại bất cứ thời điểm nào, tại bất cứ vị trí nào và do
nhiều lý do gây nên. Các sự cố đòi hỏi phải đƣợc cô lập càng nhanh càng tốt để đảm
bảo sự ổn định của hệ thống và hạn chế các tác hại của dòng ngắn mạch… Ở Việt Nam
hiện nay, xác định chính xác tọa độ, vị trí điểm sự cố là công việc khó khăn, tốn nhiều
công sức và thời gian của lực lƣợng quản lý vận hành đƣờng dây truyền tải điện.Trong
đó thông tin vị trí sự cố góp vai trò rất quan trọng trong quản lý vận hành và sửa chữa
lƣới truyền tải điện. Việc xác định chính xác vị trí điểm sự cố giúp giảm bớt nhân công
cần thiết để đi tìm điểm sự cố trên đƣờng dây và trong trƣờng hợp sự cố kéo dài, sẽ
giúp nhanh chóng thay thế, sửa chữa các thiết bị bị hƣ hỏng và nhanh chóng phục hồi
cấp điện trở lại.
Có rất nhiều phƣơng pháp đã đƣợc sử dụng để xác định điểm sự cố, tùy theo đối
tƣợng là đƣờng dây truyền tải hay xuất tuyến lƣới phân phối hoặc là đƣờng cáp. Đối
với đƣờng dây truyền tải, rơle bảo vệ khoảng cách là một công cụ vừa làm nhiệm vụ
bảo vệ, phát hiện sự cố vừa định vị vị trí điểm sự cố trên đƣờng dây. Tuy nhiên các
rơle khoảng cách hoạt động dựa trên tín hiệu đo lƣờng chỉ tại một đầu, do đó kết quả
định vị điểm sự cố thƣờng bị sai lệch do bị ảnh hƣởng của rất nhiều yếu tố. Trong
nhiều trƣờng hợp sai số có thể lên tới hàng chục km và điều này sẽ gây khó khăn cho
các công tác khắc phục sau sự cố.
Phƣơng pháp định vị điểm sự cố dựa trên tín hiệu đo lƣờng thu thập đƣợc từ hai
đầu đƣờng dây (là các bản ghi sự cố trong rơle trang bị tại hai đầu) có đồng bộ về mặt
thời gian. Phƣơng pháp này thể hiện có nhiều ƣu việt hơn hẳn so với phƣơng pháp
định vị chỉ dựa theo tín hiệu một phía. Tuy nhiên trở ngại lớn nhất là các tín hiệu đo
lƣờng đƣợc tại hai đầu đƣờng dây thƣờng không đƣợc đồng bộ về mặt thời gian, do đó
không thể sử dụng ngay để tính toán. Do đó luận văn đã đề xuất giải pháp để đồng bộ
lại các tín hiệu này phục vụ cho các tính toán định vị sự cố tiếp theo.

Thuật toán đề xuất đƣợc kiểm chứng thông qua mô phỏng với mô hình tuyến
đƣờng dây 220kV với chiều dài 100km.

vi


Định vị sự cố trên đường dây dựa trên tín hiệu đo lường không đồng bộ tại hai đầu đường dây

Về mặt cấu trúc luận văn đƣợc chia ra thành 5 chƣơng
 Chƣơng 1: Tổng quan về định vị sự cố trên lƣới truyền tải điện.
Chƣơng này giới thiệu tổng quan về sự cần thiết phải nâng cao độ chính xác của
định vị sự cố đối với đƣờng dây trên không.Giới thiệu sơ bộ các nghiên cứu về
các phƣơng pháp định vị sự cố và ƣu nhƣợc điểm của từng phƣơng pháp. Đồng
thời đề xuất hƣớng nghiên cứu của luận văn
 Chƣơng 2: Các yếu tố ảnh hƣởng đến độ chính xác của rơle bảo vệ khoảng cách
Giới thiệu nguyên lý định vị sự cố đƣợc sử dụng trong các rơle bảo vệ khoảng
cách hiện có.Phân tích các yếu tố ảnh hƣởng đến độ chính xác của phƣơng pháp
này.
 Chƣơng 3: Định vị sự cố dựa theo tín hiệu đo lƣờng từ hai đầu đƣờng dây
Phân tích thuật toán định vị sự cố dựa theo tín hiệu đo lƣờng từ hai phía với các
nội dung chính sau:
-

Thuật toán tính toán & các ƣu điểm

-

Giới thiệu phƣơng pháp định vị sự cố dựa theo phân bố điện áp đến điểm
sự cố tính từ hai phía của đƣờng dây.

-

Áp dụng phƣơng pháp định vị sự cố theo phân bố điện áp xét tới các mô
hình thay thế khác nhau của đƣờng dây: mô hình thông số tập trung bỏ
qua điện dẫn của đƣờng dây, mô hình sử dụng thông số tập trung, mô
hình thông số rải.

 Chƣơng 4: Mô phỏng kiểm chứng thuật toán định vị sự cố dựa theo tín hiệu đo
từ hai đầu đƣờng dây và kết luận.
Thực hiện mô phỏng kiểm chứng thuật toán đã đƣợc đề xuất nghiên cứu.Mô
hình đƣợc sử dụng là đƣờng dây 220kV.Ngoài ra, còn so sánh kết quả của
phƣơng pháp đƣợc đề xuất với số liệu tính toán khi chỉ sử dụng tín hiệu đo từ
một phía. Mục đích là để làm rõ ƣu điểm của phƣơng pháp định vị theo tín hiệu
từ hai phía. Phần mềm PSCAD đƣợc sử dụng để mô phỏng đƣờng dây và các
dạng sự cố, các tính toán đƣợc thực hiện bằng Matlab.
 Chƣơng 5: Kết luận và đề xuất hƣớng nghiên cứu trong tƣơng lai.

vii


Định vị sự cố trên đường dây dựa trên tín hiệu đo lường không đồng bộ tại hai đầu đường dây

CHƢƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ ĐỊNH VỊ SỰ CỐ TRÊN LƢỚI TRUYỀN TẢI
ĐIỆN
1.1 Sự cần thiết phải nâng cao độ chính xác của định vị sự cố
Vấn đề về nâng cao độ chính xác trong định vị sự cố đã đƣợc nghiên cứu trong
nhiều năm và hầu hết tập trung vào nghiên cứu áp dụng đối với lƣới truyền tải.Lƣới
truyền tải đƣợc quan tâm vì mức độ ảnh hƣởng của nó tới hệ thống lớn hơn, các
trang thiết bị bảo vệ và điều khiển hiện đại hơn, đồng thời thời gian đòi hỏi để tìm
kiếm sự cố cũng kéo dài hơn so với lƣới phân phối.

Việc xác định chính xác điểm sự cố trên đƣờng dây truyền tải điện rất quan
trọng trong quản lý, vận hành và sửa chữa. Định vị sự cố chính xác giúp phát hiện
nhanh hơn điểm sự cố, kể cả với sự cố thoáng qua hoặc sự cố duy trì, định vị sự cố
chính xác sẽ giúp cho:
-

Phát hiện nhanh hơn điểm sự cố, kể cả với sự cố thoáng qua và sự cố duy trì
giảm đƣợc nhân công, nhân lực tìm kiếm sự cố. Hiện nay tìm sự cố là một
công việc tốn rất nhiều công sức đặc biệt các sự cố ngắn mạch pha – pha
thoáng qua nhân viên vận hành phải ra dây thủ công để tìm điểm bị sự cố rất
nguy hiểm, cắt điện đƣờng dây dài ngày và tốn kém.

-

Định vị đƣợc sự cố giúp tìm ra nguyên nhân sự cố để có biện pháp khắc
phục, phòng ngừa các sự cố tiếp theo. Đặc biệt với các đƣờng dây gồm cả
đƣờng dây trên không và cáp ngầm không cho phép tự động đóng lại, tuy
nhiên khi xác định nhanh đoạn bị sự cố thuộc đoạn đƣờng dây trên không có
thể cho đóng lại nhằm đảm bảo cung cấp điện.

-

Với những sự cố vĩnh cửu, việc xác định chính xác điểm sự cố có thể giúp
khắc phục sự cố nhanh do giảm đƣợc thời gian tìm sự cố (thông thƣờng để
phát hiện ra sự cố phải mất từ 1 đến 2 giờ do phải di chuyển, rải quân và có
khi còn lâu hơn do địa hình phức tạp trong điều kiện mƣa, lũ). Khi xác định
nhanh đƣợc điểm sự cố có thể giúp nhà quản lý nhanh chóng đƣa ra phƣơng
án xử lý sự cố phù hợp với điều kiện địa hình, đặc điểm cúa khu vực sự cố

1

Định vị sự cố trên đường dây dựa trên tín hiệu đo lường không đồng bộ tại hai đầu đường dây

do đó giảm nhân lực, tài chính, và quan trọng nhất là nhanh chóng cung cấp
điện cho phụ tải trong một khu vực rộng.
1.2 Các yếu tố ảnh hƣởng đến độ chính xác của tính toán định vị sự cố
Có rất nhiều yếu tố gây ảnh hƣởng đến độ chính xác của phép tính toán định vị
sự cố. Có thể liệt kê các yếu tố đó nhƣ sau [1]:
-

Điện trở tại điểm sự cố bao gồm cả điện trở hồ quang

-

Mức độ dòng tải trên đƣờng dây trƣớc khi sự cố xảy ra

-

Công suất ngắn mạch của các nguồn hai phía đƣờng dây

-

Thông số của đƣờng dây không đối xứng do không đảo pha trên toàn
tuyến

-

Tổng trở của đƣờng dây không chính xác do không có các thiết bị đo
chuyên dụng

-

Ảnh hƣởng của các thiết bị bù dọc và bù ngang trên đƣờng dây

-

Các sai số của biến dòng điện và biến điện áp

-

Độ chính xác của các bộ biến đổi tín hiệu tƣơng tự/ số (A/D)

-

Ảnh hƣởng tƣơng hỗ của các đƣờng dây song song

-

Thông số thứ tự không của đƣờng dây không biết chính xác do sự thay
đổi của điện trở suất của đất, độ võng của đƣờng dây

-

Sự không cân bằng của dòng tải trên đƣờng dây.

Nhiều nghiên cứu đã đƣa ra các giải pháp để định vị sự cố với mục đích khắc
phục các yếu tố ảnh hƣởng kể trên. Các phƣơng pháp này nhìn chung có thể chia
ra 3 loại chính nhƣ sau: định vị dựa theo tín hiệu đo chỉ từ một phía, định vị dựa
theo tín hiệu đo từ hai đầu đƣờng dây, định vị dựa theo tín hiệu sóng lan truyền.

Các phƣơng pháp này sẽ đƣợc mô tả ở phần tiếp theo.
1.3 Tổng quan các phƣơng pháp định vị sự cố áp dụng cho đƣờng dây trên
không của lƣới truyền tải điện
Các vấn đề về nâng cao độ chính xác trong định vị sự cố đã đƣợc nghiên cứu
trong nhiều năm và hầu hết tập trung vào nghiên cứu áp dụng đối với lƣới truyền

2


Định vị sự cố trên đường dây dựa trên tín hiệu đo lường không đồng bộ tại hai đầu đường dây

tải.Lƣới truyền tải đƣợc quan tâm vì mức độ ảnh hƣởng của nó tới hệ thống lớn
hơn, các trang thiết bị bảo vệ và điều khiển hiện đại hơn.
Các phƣơng pháp định vị sự cố có thể đƣợc chia ra thành 3 nhóm phƣơng
pháp: sử dụng các rơle hiện có; sử dụng số liệu từ các rơle hiện có và phần mềm
chuyên dụng để xác định vị trí sự cố; lắp đặt các thiết bị định vị sự cố chuyên dụng.
a. Định vị sự cố sử dụng chức năng của các rơle bảo vệ đường dây
Hiện nay các đƣờng dây tải điện với cấp điện áp từ 110 kV trở lên thƣờng
đƣợc trang bị các bảo vệ chính là bảo vệ khoảng cách (F21) và bảo vệ so lệch dọc
đƣờng dây (F87L) [2].

Hình 1Sơ đồ phương thức bảo vệ của đường dây truyền tải

-

Nguyên lý định vị sự cố trong các rơle bảo vệ khoảng cách

Chức năng định vị sự cố đƣợc tích hợp sẵn trong các rơle bảo vệ khoảng cách [1, 2,
3], rơle sẽ dựa trên giá trị dòng điện và điện áp để tính toán giá trị tổng trở đo
đƣợc.Nếu giá trị tổng trở này thuộc miền tác động thì rơle sẽ tác động và ngƣợc lại.

Khoảng cách đến điểm sự cố đƣợc xác định dựa theo tỷ số của điện kháng đo đƣợc
và điện kháng của một đơn vị chiều dài đƣờng dây:
Lsc (km) 

xroledoduoc
x1km

3


Định vị sự cố trên đường dây dựa trên tín hiệu đo lường không đồng bộ tại hai đầu đường dây

Nguyên lý tính toán vị trí sự cố trong các rơle bảo vệ khoảng cách đơn giản, dễ thực
hiện và chỉ yêu cầu số liệu đo lƣờng từ một phía (tại vị trí đặt rơle). Tuy nhiên, các
nghiên cứu [1,3] và kinh nghiệm vận hành thực tế đã cho thấy phƣơng pháp này báo
vị trí với một mức sai số tƣơng đối lớn (có thể tới hàng chục km)..
-

Nguyên lý định vị sự cố trong các rơle bảo vệ so lệch đƣờng dây
Các rơle so lệch dọc hiện đại (ví dụ loại GRL100 của hãng Toshiba [4]) đã

đƣợc tích hợp thêm chức năng định vị điểm sự cố và có khả năng làm việc với độ
chính xác cao hơn.
Thuật toán tính toán định vị sự cố trong các rơle này sử dụng tín hiệu đo lƣờng từ
rơle đặt cả ở hai đầu đƣờng dây. Do bản thân các rơle bảo vệ so lệch đã có cơ chế tự
đồng bộ tín hiệu đo từ hai đầu nên phƣơng pháp định vị sự cố theo tín hiệu đo từ hai
đầu là hoàn toàn khả thi và không cần thêm các phần mềm chuyên dụng bên ngoài.
Tuy nhiên, hầu hết các tài liệu hƣớng dẫn sử dụng của rơle đều không đề cập một
cách cụ thể đến thuật toán đƣợc sử dụng để xác định điểm sự cố, có thể do đây là
các bí quyết của hãng chế tạo.

Do sử dụng tín hiệu đo lƣờng từ hai phía để định vị sự cố nên kết quả định vị
có độ chính xác cao hơn so với các rơle bảo vệ khoảng cách truyền thống. Tài liệu
hƣớng dẫn sử dụng của rơle bảo vệ so lệch dọc đƣờng dây Toshiba GRL100 cho
thấy có thể đảm bảo sai số định vị sự cố nhỏ hơn1km với đƣờng dây có chiều dài
nhỏ hơn 100km và sai số nhỏ hơn 1% với đƣờng dây có chiều dài tới 400km[4].

Hình 2 Rơle GRL100 của hãng Toshiba và 7SA6xx của hãng Siemens

4


Định vị sự cố trên đường dây dựa trên tín hiệu đo lường không đồng bộ tại hai đầu đường dây

Hình 3 Sai số định vị sự cố đối với rơle GRL100 của hãng Toshiba

b. Định vị sự cố sử dụng số liệu thu thập từ rơle và phần mềm chuyên dụng
Các nghiên cứu về định vị sự cố dựa trên số liệu đo đƣợc của các rơle đặt tại
hai đầu đƣờng dây đã đƣợc công bố trên nhiều tạp chí và đã đƣợc tổng hợp trong
các sách tham khảo [1, 5, 6, 7]. Các số liệu rơle đo đƣợc đã đƣợc ghi trong các bản
ghi sự cố, do vậy chỉ cần gửi các bản ghi này về một máy tính chung là có thể thực
hiện các tính toán.
BI

BI

F

BU

BU

Rơle

Rơle
Đường truyền tin

Đường truyền tin

Hình 4 Sơ đồ tổng quan phương pháp định vị sự cố dựa trên bản ghi sự cố của các rơle hai
đầu đường dây

Các nghiên cứu này tập trung giải quyết các vấn đề sau đây [1, 6, 7]:
-

Định vị sự cố dựa trên tín hiệu đo lƣờng không đồng bộ từ hai đầu đƣờng
dây: do các rơle tại hai đầu đƣờng dây có thể không đƣợc trang bị chức năng
đồng bộ đồng hồ qua GPS nên số liệu đo từ các rơle này không thể sử dụng
để tính toán trực tiếp. Do đó đã có các nghiên cứu đề xuất thuật toán đồng bộ
các số liệu thu đƣợc này.

5


Định vị sự cố trên đường dây dựa trên tín hiệu đo lường không đồng bộ tại hai đầu đường dây

-

Định vị sự cố dựa theo tín hiệu bản ghi sự cố từ các rơle đặt tại hai đầu
đƣờng dây, tuy nhiên giả thiết rằng các tín hiệu dòng điện và điện áp thu
đƣợc từ hai đầu đƣờng dây là không đầy đủ. Ví dụ chỉ có bản ghi của dòng

điện từ một phía đƣờng dây và dòng điện, điện áp từ đầu đƣờng dây còn lại.
Các nghiên cứu này có thể ứng dụng khi giả thiết việc đo lƣờng trong các
rơle bị trục trặc hoặc khi tín hiệu dòng điện ghi nhận đƣợc bị bão hòa, không
đảm bảo chính xác để sử dụng.

-

Định vị sự cố áp dụng cho các đƣờng dây có rẽ nhánh, tín hiệu đo lƣờng vẫn
thu thập từ các đầu đƣờng dây. Về bản chất các phƣơng pháp này vẫn dựa
trên tín hiệu đo từ hai đầu đƣờng dây để định vị sự cố.

-

Định vị sự cố áp dụng cho các đƣờng dây không đồng nhất sử dụng tín hiệu
đo lƣờng từ hai đầu đƣờng dây. Các đƣờng dây truyền tải có thể bao gồm
một vài loại dây trên cùng một xuất tuyến hoặc có thể kết hợp giữa đƣờng
dây trên không và cáp ngầm, khi đó việc tính toán định vị sự cố sẽ phức tạp
hơn do phải xác định đƣợc đoạn đƣờng dây bị sự cố của đƣờng dây đang
xem xét.

-

Về thuật toán tính toán vị trí sự cố có thể dựa theo tính toán lặp để tìm vị trí
sự cố hoặc dựa theo việc giải trực tiếp các phƣơng trình đại số. Hoặc có thể
dựa theo sự phân bố điện áp dọc đƣờng dây để tìm vị trí sự cố.
Ngoài ra còn có các nghiên cứu áp dụng trí tuệ nhân tạo trong việc phát hiện vị

trí sự cố. Phƣơng pháp này đòi hỏi số lƣợng dữ liệu phải đủ lớn để các mạng trí tuệ
nhân tạo có thể tự học trƣớc khi áp dụng với sự cố mới, do số lƣợng dữ liệu sự cố
đối với một đƣờng dây thƣờng rất ít do đó phƣơng pháp này chƣa thể đƣa vào áp

dụng trong các rơle hoặc phần mềm chuyên dụng.

6


Định vị sự cố trên đường dây dựa trên tín hiệu đo lường không đồng bộ tại hai đầu đường dây

A
Hệ thống
A

Hệ thống
B

BI
BU

Rơle

Dữ liệu
quá khứ

Mạng trí tuệ
nhân tạo

Vị trí sự cố
Điện trở sự cố
Loại sự cố...

Hình 5 Định vị sự cố dựa theo ứng dụng của trí tuệ nhân tạo

c. Định vị sự cố sử dụng thiết bị định vị chuyên dụng
Các thiết bị định vị sự cố chuyên dụng hiện nay có độ chính xác rất cao, các
kết quả vận hành cho thấy sau một vài lần hiệu chỉnh các tham số thì sai số định vị
có thể nhỏ hơn 100m hoặc nhỏ hơn khoảng cách của một khoảng vƣợt của các cột
điện.
Các thiết bị định vị sự cố chuyên dụng này đều dựa trên nguyên lý sóng lan
truyền (travelling wave) [1]. Khi sự cố xảy ra, tín hiệu dòng điện và điện áp có các
đột biến về độ lớn và góc pha. Chính các đột biến về dòng điện và điện áp này sinh
ra các sóng tần số cao và lan truyền về hai đầu của đƣờng dây. Thiết bị ghi chuyên
dụng sẽ ghi lại thời điểm các sóng tần số cao này lan truyền tới đầu đƣờng dây và từ
đó tính toán vị trí sự cố. Thông tin thu thập của thiết bị ghi chuyên dụng có có thể là
thời điểm sóng phản xạ lần thứ nhất, thời gian sóng chạy tới cuối đƣờng dây...
Phƣơng pháp này đòi hỏi phải đồng bộ hóa thời gian cực kỳ chính xác.
Xét ví dụ đƣờng dây truyền tải với chiều dài l, vận tốc sóng lan truyền v, điện
dung và điện cảm trên một đơn vị chiều dài C’, L’ và tổng trở sóng zc. Giả sử sự cố
xảy ra ở khoảng cách lF tính tới nguồn A, các giá trị điện áp và dòng điện đƣợc mô
tả trong biểu thức (1.1) và (1.2).
Sơ đồ nguyên lý xác định vị trí sự cố trên đƣờng dây đƣợc minh họa trên Hình 6

7


Định vị sự cố trên đường dây dựa trên tín hiệu đo lường không đồng bộ tại hai đầu đường dây

l
lF
er

ef

A

B
Điểm sự cố

Hình 6 Sơ đồ minh họa phương pháp sử dụng sóng lan truyền xác định vị trí sự cố

e
i
  L '.
l F
t

(1.1)

i
e
 C '.
l F
t

(1.2)

Giải ra ta có :
e(lF,t) = ef (lF - vt) + er (lF + vt)

i(lF,t) =

1

1
ef (lF - vt) +
er (lF + vt)
ZC
ZC

Thời điểm sóng lan truyền tới hai đầu A và B là Avà B đƣợc xác định chính
xác và đồng bộ bằng cách sử dụng đồng hồ GPS (Global Positioning System), vị trí
sự cố đƣợc xác định theo phƣơng trình (1.3)
lF =

1
(l + (A - B).v)
2

(1.3)

Trong đó :
-

ef : Sóng điện áp thuận chạy trên đƣờng dây

-

er : Sóng điện áp ngƣợc chạy trên đƣờng dây

-

A: Thời điểm sóng tới đầu A

-

B: Thời điểm sóng tới đầu B

-

l: Chiều dài đoạn đƣờng dây.

-

v: Tốc độ truyền sóng, v =

1
L '.C '

8


Định vị sự cố trên đường dây dựa trên tín hiệu đo lường không đồng bộ tại hai đầu đường dây

Hình 7 Sự lan truyền và phản xạ của sóng dòng điện trên đường dây

Phƣơng pháp này có đặc điểm là :
- Phải có các thiết bị ghi tín hiệu đƣợc đồng bộ thời gian với độ chính xác cao,
chỉ một sự sai lệch rất nhỏ về thời gian có thể dẫn tới sai số lớn về khoảng cách tính
đƣợc.
- Thiết bị ghi tín hiệu sự cố phải có tần số lấy mẫu rất cao để có thể ghi nhận
các tín hiệu xung phản xạ.
- Phần mềm phải có khả năng đồng bộ hóa tín hiệu, lọc nhiễu và trích xuất tín
hiệu mong muốn. Đặc biệt với các sự cố gây ra do sét có thể gây các nhiễu điện từ

ảnh hƣởng đến độ chính xác của phép lọc tín hiệu., không áp dụng đối với sự cố
chập chờn, đứt dây không gây chạm đất hay tụt lèo.
Hiện tại ngành điện một số nƣớc trên thế giới đã ứng dụng công nghệ xác
định vị trí sự cố theo phƣơng pháp lan truyền nhƣ các hãng Qualitrol (Hathaway
Instruments Division – Anh), Nippon (Nhật Bản), Kinkei (Nhật Bản) và Isa (Italia).
Độ chính xác đạt đƣợc tƣơng đối cao, sai số trong phạm vi một vài khoảng vƣợt, tùy
thuộc vào thiết bị của từng hãng chế tạo. Nói chung các hãng đều đƣa ra sai số lý
thuyết về xác định điểm sự cố không lớn hơn 500m, nhƣng thực tế, độ chính xác

9


Định vị sự cố trên đường dây dựa trên tín hiệu đo lường không đồng bộ tại hai đầu đường dây

còn phụ thuộc rất nhiều vào điều kiện thực tế lắp đặt và vận hành, đặc biệt phụ
thuộc rất nhiều vào độ tin cậy công nghệ của từng hãng. Tại Việt Nam, việc áp dụng
công nghệ định vị sự cố theo phƣơng pháp truyền sóng đã đƣợc triển khai thử
nghiệm trên một số tuyến đƣờng dây truyền tải điện áp 500kV nhƣ đƣờng dây 500
kV Hà Tĩnh – Đà Nẵng, hay đƣờng dây 220 kV Hà Giang - Thái Nguyên mạch 1 và
2... Đƣờng dây Hà Giang - Thái Nguyên mạch 2 với chiều dài 231,4 km sử dụng
thiết bị Nippon của Nhật Bản.

Hình 8 Giao diện của thiết bị định vị sự cố của hãng Nippon

Tổng kết về các phƣơng pháp định vị sự cố trên đƣờng dây truyền tải điện:

10


Định vị sự cố trên đường dây dựa trên tín hiệu đo lường không đồng bộ tại hai đầu đường dây

Định vị sự cố trên đường dây truyền tải điện





Phương pháp sử dụng tín
hiệu một phía
(Trí tuệ nhân tạo)

Phương pháp sử dụng tín
hiệu một phía
(rơle khoảng cách)

Phương pháp sử dụng tín
hiệu đo lường từ hai phía

Phương pháp sử dụng
nguyên lý sóng lan truyền

Khó áp dụng thực tế

Độ chính xác không cao

Độ chính xác cao hơn

Độ chính xác rất cao

Số lượng dữ liệu ít

không đủ để huấn
luyện mạng trí tuệ
nhân tạo.
Khó áp dụng trong
thực tế






Điện trở tại điểm sự
cố
Dòng tải
Hỗ cảm
Dòng điện bơm vào
từ đường dây rẽ
nhánh)




Cần tín hiệu đo từ hai
phía
Tín hiệu đo đồng bộ
hoặc không đồng bộ




Thiết bị rất đắt tiền
Tín hiệu bắt buộc phải
đồng bộ hoàn toàn

Hình 9 So sánh tổng kết về các phương pháp định vị sự cố

1.4 Đề xuất hƣớng nghiên cứu của luận văn
Dựa trên sự cần thiết của việc nâng cao độ chính xác của việc định vị sự cố
trên đƣờng dây truyền tải điện trên không và phân tích các phƣơng pháp định vị
sự cố đã đƣợc giới thiệu, luận văn đề xuất sử dụng thuật toán định vị sự cố dựa
theo tín hiệu đo lường từ hai đầu đường dây. Đây là phƣơng pháp có độ chính
xác cao hơn so với việc sử dụng các rơle bảo vệ khoảng cách hiện có, mặt khác
chi phí khi sử dụng phƣơng pháp này rất thấp do chỉ cần trang bị thêm một máy
tính để thu thập và tính toán.
Việc các trạm biến áp hiện nay đã có trang bị các bộ ghi dữ liệu sự cố cũng
là một thuận lợi khi sử dụng phƣơng pháp này, do các bộ ghi sự cố thƣờng đã
đƣợc đồng bộ về mặt thời gian và tần số lấy mẫu tín hiệu cao hơn so với tín hiệu
thu đƣợc từ rơle.
Các nội dung nghiên cứu của các luận văn thạc sỹ trƣớc đó về định vị sự cố
trên đƣờng dây tải điện trên không đƣợc thể hiện nhƣ sau đây:
-

Phƣơng pháp xác định điểm sự cố dựa trên thông tin từ hai đầu đƣờng
dây tải điện ( Mô phỏng áp dụng cho tuyến đƣờng dây 220kV Việt Trì –
Yên Bái) - Tác giả Nguyễn Tuấn Dũng (2012): luận văn nghiên cứu sử

11


Định vị sự cố trên đường dây dựa trên tín hiệu đo lường không đồng bộ tại hai đầu đường dây

dụng tín hiệu ghi nhận đƣợc trong khi sự cố để tính toán đồng bộ và định
vị sự cố một cách đồng thời.
-

Định vị sự cố trên đƣờng dây truyền tải dựa trên phân bố điện áp từ hai
đầu đƣờng dây – Tác giả Trần Thanh Sơn (2014): sử dụng tín hiệu đo
lƣờng đầy đủ tại hai đầu đƣờng dây. Phƣơng pháp định vị đƣợc đề xuất
xác định vị trí sự cố dựa theo phân bố độ lớn điện áp từ hai đầu đƣờng
dây đến điểm sự cố. Phƣơng pháp này có ƣu điểm là không cần đồng bộ
tín hiệu đo do chỉ tính toán theo độ lớn. Tuy nhiên luận văn mới chỉ tính
toán với một loại mô hình thay thế của đƣờng dây và chƣa có sự so sánh
với phƣơng pháp truyền thống sử dụng rơle bảo vệ khoảng cách.

-

Định vị sự cố và kết hợp xác định tổng trở cho đƣờng dây truyền tải ngắn
– Tác giả Hoàng Ngọc Dũng (2014): thực hiện việc tính toán định vị sự
cố cho đƣờng dây khi sử dụng mô hình thông số tập trung và kết hợp xác
định thông số tổng trở, tổng dẫn của đƣờng dây. Các bản ghi sự cố đƣợc
sử dụng trong tính toán giả thiết đã được đồng bộ về mặt thời gian.

-

Định vị sự cố trên đƣờng dây tải điện không đồng nhất dựa theo tín hiệu
đo lƣờng đồng bộ hai đầu – Tác giả Nguyễn Văn Hƣng (2014): luận văn
này giải quyết vấn đề định vị sự cố khi đường dây truyền tải không đồng
nhất, bao gồm nhiều chủng loại dây và tín hiệu đo lường là đồng bộ.

-

Định vị sự cố trên đƣờngdây rẽ nhánh dựa trên số liệu đo lƣờng đồng bộ
tại hai đầu đƣờng dây – Tác giả Trần Quang Trung (2014): luận văn
nghiên cứu định vị cho đường dây rẽ nhánh, số liệu đo lường là đồng bộ.
Luận văn này xem xét hai mô hình thay thế của đƣờng dây là mô hình
thông số tập trung và mô hình thông số rải để so sánh mức độ chính xác.

-

Định vị sự cố trên đƣờng dây rẽ nhánh dựa trên tín hiệu đo lƣờng không
đồng bộ đầy đủ tại các đầu đƣờngdây – Tác giả Bành Hồng Hiển (2013):
nội dung nghiên cứu định vị sự cố cho đường dây có rẽ nhánh, tín hiệu
đo từ các phía không đồng bộ, mô hình đƣờng dây sử dụng thông số rải.

12


Định vị sự cố trên đường dây dựa trên tín hiệu đo lường không đồng bộ tại hai đầu đường dây

-

Định vị sự cố trên đƣờng dây rẽ nhánh dựa trên số liệu đo lƣờng đồng bộ
của rơle bảo vệ so lệch – Tác giả Nguyễn Văn Sỹ (2014): tác giả nghiên
cứu định vị sự cố cho đường dây truyền tải có rẽ nhánh. Tuy nhiên nội
dung nghiên cứu này tập trung vào trƣờng hợp các tín hiệu đo không đầy
đủ: chỉ sử dụng điện áp từ một phía và dòng điện từ hai phía.

Với sự tham khảo tới các nội dung đã đƣợc nghiên cứu trƣớc đó, đặc biệt là
luận văn của tác giả Trần Thanh Sơn (Định vị sự cố trên đường dây truyền tải dựa
trên phân bố điện áp từ hai đầu đường dây ( 2014): đề xuất đi sâu nghiên cứu theo

hƣớng sau (có mở rộng hƣớng nghiên cứu so với luận văn của tác giả Trần Thanh
Sơn và bổ sung phƣơng pháp giải phƣơng trình tính vị trí sự cố không dùng bƣớc
lặp):
-

Định vị sự cố dựa theo tín hiệu đo không đồng bộ từ hai phía của
đƣờng dây

-

Sử dụng phƣơng pháp định vị sự cố dựa theo phân bố điện áp từ hai
đầu đƣờng dây đến điểm sự cố.

-

Sơ đồ thay thế của đƣờng dây sử dụng ba loại mô hình:
o Mô hình thông số tập trung không xét tới điện dung của đƣờng
dây
o Mô hình thông số tập trung có xét tới điện dung của đƣờng dây
o Mô hình thông số rải.

-

So sánh mức độ chính xác khi sử dụng ba loại sơ đồ thay thế của
đƣờng dây. Đồng thời so sánh với kết quả định vị theo các rơle bảo vệ
khoảng cách để từ đó rút ra kết luận chung.

13

Định vị sự cố trên đường dây dựa trên tín hiệu đo lường không đồng bộ tại hai đầu đường dây

Định vị sự cố với đường dây tải
điện trên không

Sử dụng
trong các
rơle khoảng
cách

Sử dụng tín hiệu đo lường từ
một phía đường dây

Sử dụng tín hiệu đo lường từ
hai phía đường dây

Đường dây có rẽ nhánh

Đường
Đường
dâydây
không
có rẽ
rẽ nhánh
nhánh

Tín hiệu đo
đồng bộ

Tín hiệu đo

không đồng bộ

Định vị sự cố
cần đồng bộ lại
tín hiệu đo

Mô hình thông số tập
trung bỏ qua điện dung

Định vị không cần đồng bộ tín
hiệu đo
(sử dụng phân bố độ lớn điện
áp)

Mô hình thông tập trung
có xét đến điện dung

Mô hình thông số rải

Hình 10 Đề xuất nội dung nghiên cứu của luận văn

Trong các chƣơng tiếp theo nội dung luận văn sẽ đƣợc bố cục theo sơ đồ
khối sau đây (Hình 11)

14


Định vị sự cố trên đường dây dựa trên tín hiệu đo lường không đồng bộ tại hai đầu đường dây

Sử dụng tín hiệu đo lường

từ một phía đường dây

Sử dụng tín hiệu đo lường
từ hai phía đường dây

Nguyên lý làm việc

Thuật toán tính toán vị trí sự
cố theo phân bố độ lớn điện
áp từ hai phía tới điểm sự cố

Phân tích các yếu tố ảnh
hưởng đến độ chính xác định
vị sự cố

Kiểm chứng trên số liệu
mô phỏng

Các mô hình thay thế
đường dây khác nhau

Mô phỏng đường dây

Phân tích các ưu điểm

Kiểm chứng trên số liệu
mô phỏng

Thay đổi vị trí sự cố
Thay đổi dạng sự cố

Thay đổi dòng tải
Thay đổi điện trở sự cố

So sánh độ chính
xác

KẾT LUẬN

Hình 11 Bố cục các nội dung nghiên cứu của luận văn

15


Định vị sự cố trên đường dây dựa trên tín hiệu đo lường không đồng bộ tại hai đầu đường dây

CHƢƠNG 2 ĐÁNH GIÁ CÁC YẾU TỐ GÂY SAI SỐ ĐỐI VỚI ĐỊNH
VỊ SỰ CỐ THEO TÍN HIỆU ĐO LƢỜNG TỪ MỘT PHÍA
2.1 Nguyên lý của phƣơng pháp định vị điểm sự cố dựa theo tín hiệu đo
lƣờng từ một phía
2.1.1 Nguyên lý làm việc
Phƣơng pháp định vị sự cố dựa theo tín hiệu đo lƣờng tại một phía đƣợc tích
hợp trong các rơle bảo vệ khoảng cách. Các rơle bảo vệ khoảng cách hoạt động theo
nguyên lý tổng trở thấp (Z<). Tín hiệu dòng điện và điện áp sẽ đƣợc đo thông qua
biến dòng điện (BI) và biến điện áp (BU) cấp tới rơle; rơle sẽ xử lý tín tín hiệu này
và thực hiện các phép tính toán để xác định tổng trở đo đƣợc trong các chế độ bình
thƣờng cũng nhƣ sự cố.
Giá trị tổng trở đo đƣợc sẽ đƣợc sử dụng để xác định điểm làm việc của rơle
trên mặt phẳng tổng trở, nếu điểm làm việc này thuộc vùng tác động (vùng I, vùng
II hoặc vùng III…) thì rơle sẽ khởi động các bộ đếm thời gian tƣơng ứng. Trong chế
độ vận hành bình thƣờng điểm làm việc sẽ nằm bên ngoài các đặc tính tác động.

Điểm làm
việc lúc bình
thường

Điểm làm
việc khi sự cố

Hình 12 Đặc tính làm việc điển hình của rơle bảo vệ khoảng cách của Siemens

Từ giá trị tổng trở tính đƣợc rơle sẽ tính toán vị trí sự cố theo công thức:
Lsc (km) 

xroledoduoc

(2.1)

x1km

16


Định vị sự cố trên đường dây dựa trên tín hiệu đo lường không đồng bộ tại hai đầu đường dây

Khoảng cách từ vị trí đặt rơle đến điểm sự cố đƣợc xác định dựa theo giá trị
điện kháng đo đƣợc. Việc sử dụng giá trị điện kháng sẽ giúp tránh đƣợc sai số định
vị do ảnh hƣởng của điện trở hồ quang tại điểm sự cố.
2.2 Các thuật toán tính toán tổng trở trong rơle khoảng cách
Rơle bảo vệ khoảng cách tính toán tổng trở sự cố riêng biệt cho các dạng sự cố
pha-pha và sự cố pha-đất.

a. Thuật toán tính toán tổng trở sự cố cho các dạng sự cố pha – pha
RL

IA

XL
A

IB

B

UA

C
UB
E
RE

XE

Hình 13 Mạch tính toán cho sự cố pha – pha

Trong đó ZL=RL+jXL là tổng trở của của đƣờng dây tính đến điểm sự cố;
RE+jXE là tổng trở đƣờng dẫn đất.
Viết phƣơng trình Kieckhop cho điện áp giữa hai pha sự cố A và B:
U AB  U A  U B  I A  Z L  I B  Z L

[2.2]

 ZL   I A  IB 

Từ đó xây dựng đƣợc công thức tính tổng trở sự cố ZL:
ZL 

U A UB
I A  IB

[2.3]

Xây dựng phƣơng trình tính toán tổng trở một cách tƣơng tự cho các
trƣờng hợp sự cố pha – pha khác:
Bảng 1 Tổng kết về mạch tính toán cho sự cố pha- pha
Loại sự cố
Sự cố pha – pha
Sự cố 3 pha

Pha sự cố

Mạch tính tổng trở

A–B
B–C
C–A
A–B–C

A–B
B–C
C–A

17

A-B hoặc B-C hoặc C-A


Định vị sự cố trên đường dây dựa trên tín hiệu đo lường không đồng bộ tại hai đầu đường dây

b. Thuật toán tính toán tổng trở sự cố cho các dạng sự cố pha – đất
A
B
IC
UA

C
RL

XL

RE

XE

E

Hình 14 Mạch tính toán cho sự cố pha – đất

Viết phƣơng trình Kieckhop cho điện áp trong mạch sự cố A- đất:
U A  I A  ZL  IE  ZE

[2.4]

Viết tách phƣơng trình 2.3theo các thành phần thứ tự thuận, nghịch và thứ
tự không ta có:
U A  U a1  U a 2  U a 0  I a1  Z L1  I a 2  Z L 2  I a 0  Z L 0

[2.5]

Trong đó ZL1; ZL2; ZL0 là các thành phần tổng trở TTT; TTN & TTK của
đƣờng dây. Với đƣờng dây ta có ZL1= ZL2
Trong trƣờng hợp sự cố một pha (N(1)) thì ta có quan hệ giữa các thành
1
3

phần dòng điện nhƣ sau: I a1  I a 2  I a 0  I A
Biến đổi toán học, viết lại phƣơng trình 2.4 ta có:
U A  I a1  Z L1  I a 2  Z L 2  I a 0  Z L 0
 I a1  Z L1  I a 2  Z L1  I a 0  Z L1  I a 0  Z L1  I a 0  Z L 0
 Z L1  I a1  I a 2  I a 0   I a 0  Z L 0  Z L1
1 
 Z L1  I A    I A   Z L 0  Z L1
3 
 Z  Z L1 
 Z L1  I A  1  L 0

3Z L1 


Suy ra:

18

[2.6]