Nghiên cứu ứng dụng các phương pháp hiện đại nhận dạng sự cố ngắn mạch trên đường dây truyền tải điện

i

LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan: Bản luận án “Nghiên cứu ứng dụng các phương pháp hiện đại
nhận dạng sự cố ngắn mạch trên đường dây truyền tải điện” là công trình nghiên cứu
của riêng tôi được hoàn thành dưới sự chỉ bảo tận tình của tập thể thầy giáo hướng dẫn
khoa học. Các kết quả nghiên cứu trong luận án là trung thực, một phần được công bố
trên các tạp chí khoa học chuyên ngành với sự đồng ý của các đồng tác giả, phần còn
lại chưa được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác.
Thái Nguyên, ngày ..... tháng ..... năm
2019
Nghiên cứu sinh


ii

LỜI CẢM ƠN

Trong quá trình làm luận án, tôi đã nhận được nhiều ý kiến đóng góp từ các thầy
giáo, cô giáo, các anh chị và các bạn đồng nghiệp.
Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn đến thầy PGS.TSKH Trần Hoài Linh Trường đại học
Bách Khoa Hà Nội, thầy TS. Đỗ Trung Hải Trường đại học Kỹ thuật Công Nghiệp và
Hội đồng Khoa học của – Khoa Điện - Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp – Đại
học Thái Nguyên.
Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy giáo, cô giáo Khoa Điện - Trường Đại học
Kỹ thuật Công nghiệp – Đại học Thái Nguyên và các đồng nghiệp ở trường Đại học
Kỹ thuật Công nghiệp và gia đình đã có những ý kiến đóng góp quí báu và tạo các
điều kiện thuận lợi cho tôi trong quá trình hoàn thành luận án.
Tôi xin chân thành cảm ơn Ban Giám hiệu Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp
Thái Nguyên, Phòng Đào tạo - Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp, Công ty lưới
điện cao thế Miền Bắc, Tổng Công ty Truyền tải điện Quốc gia - Tập đoàn ĐLVN đã

tạo nhiều điều kiện tốt nhất về mọi mặt để tôi hoàn thành luận án này.

Tác giả luận án


iii

MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN.......................................................................................................................................... i
LỜI CẢM ƠN................................................................................................................................................ ii
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT......................................................................................................... vi
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU................................................................................................................. vii
DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU......................................................................................................... viii
MỞ ĐẦU......................................................................................................................................................... 1
1.Tính cấp thiết của đề tài....................................................................................................................... 1
2. Mục đích nghiên cứu........................................................................................................................... 1
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu.................................................................................................... 2
4.Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài......................................................................................... 3
5. Những đóng góp của luận án............................................................................................................ 3
6. Cấu trúc của luận án............................................................................................................................ 4
Chương 1: TỔNG QUAN VỀ NHẬN DẠNG SỰ CỐ TRÊN ĐƯỜNG DÂY TRUYỀN TẢI
ĐIỆN................................................................................................................................................................ 6
1.1. Giới thiệu chung............................................................................................................................... 6
1.2. Tổng quan về các phương pháp định vị sự cố trên đường dây tải điện............................... 7
1.3. Phương pháp đo lường từ một phía.............................................................................................. 7
1.3.1. Phương pháp điện kháng đơn...................................................................................................... 8
1.3.2. Phương pháp Takagi..................................................................................................................... 9
1.3.3. Phương pháp Takagi cải tiến........................................................................................................ 9

1.4. Phương pháp đo lường từ hai đầu.............................................................................................. 11

1.5. Phương pháp sử dụng mạng nơron............................................................................................ 12
1.6. Phương pháp sóng lan truyền...................................................................................................... 13
1.6.1. Phương pháp định vị sự cố dựa trên nguyên lý sóng lan truyền từ điểm sự cố ....................14
1.6.2. Phương pháp sóng lan truyền từ đầu đường dây..................................................................... 15

1.7. Kết luận chương 1.......................................................................................................................... 19
Chương 2: CÁC GIẢI PHÁP CỦA LUẬN ÁN TRÊN CƠ SỞ PHÂN TÍCH CÁC THÀNH
PHẦN SÓNG LAN TRUYỀN................................................................................................................ 20
2.1. Mô hình toán học sóng lan truyền trên đường dây................................................................. 20
2.1.1. Mô hình đường dây truyền tải điện........................................................................................... 20
2.1.2. Nguyên lý lan truyền sóng trên đường dây.............................................................................. 25
2.1.3. Sóng điện từ trên đường dây tải điện không sự cố.................................................................. 27
2.1.4. Sóng điện từ trên đường dây tải điện khi có điểm sự cố:........................................................ 31
2.1.5 Trường hợp tổng quát:................................................................................................................. 32


iv

2.2. Các giải pháp đề xuất trong luận án........................................................................................... 33
2.2.1. Sơ đồ khối ước lượng vị trí sự cố.............................................................................................. 33
2.2.2. Phương pháp phân tích sóng phản xạ chủ động đối với đường dây không có nhánh rẽ......34
2.2.3. Phương pháp phân tích sóng phản xạ chủ động đối với đường dây có nhiều nhánh rẽ .......35
2.3 Phương pháp mô phỏng kiểm nghiệm kết quả nghiên cứu trên cơ sở sử dụng công cụ
Matlab/Simulink.................................................................................................................................... 36

2.4. Kết luận chương 2.......................................................................................................................... 40
Chương 3: PHƯƠNG PHÁP TDR XÁC ĐỊNH SỰ CỐ TRÊN ĐƯỜNG DÂY.........................41
3.1. Mô tả phương pháp........................................................................................................................ 41
3.2 Wavelet và ứng dụng wavelet để phân tích sóng phản xạ..................................................... 41
3.3 Mạng nơron mờ và ứng dụng để hiệu chỉnh thời điểm sóng phản xạ................................. 55

3. 3.1 Quy tắc suy luận mạng TSK...................................................................................................... 56
3.3.2 Mô hình mạng nơron mờ TSK................................................................................................... 58
3.3.3 Thuật toán học của mạng nơron mờ TSK................................................................................. 59
3.3.4 Khởi tạo mạng nơron cho quá trình học:................................................................................... 63
3.3.5 Thuật phân cụm trừ mờ............................................................................................................... 63
3.3.6 Mạng TSK để hiệu chỉnh thời điểm sóng phản xạ................................................................... 65

3.4 Kết quả mô phỏng và tính toán khi sử dụng phương pháp TDR......................................... 67
3.4.1 Mô hình mô phỏng sóng lan truyền trên đường dây dài sử dụng công cụ Matlab/Simulink 67

3.4.2. Kết quả mô phỏng sóng lan truyền từ Matlab- Simulink........................................................ 69
3.4.3 Kết quả ước lượng khi sử dụng phân tích wavelet................................................................... 73
4.2.3 Kết quả hiệu chỉnh sai số vị trí sự cố bằng mạng nơron TSK :............................................... 76

3.5. Thử nghiệm thiết kế và chế tạo thiết bị TDR sử dụng FPGA.............................................. 80
3.5.1 Công nghệ FPGA và ứng dụng trong mạch tốc độ cao............................................................ 81
3.5.2. Sơ đồ nguyên lý của mạch thu phát TDR sử dụng FPGA...................................................... 83
3.5.3. Kết quả thực nghiệm.................................................................................................................. 84

3.6. Kết luận Chương 3......................................................................................................................... 87
Chương 4: PHƯƠNG PHÁP TFDR ĐỂ XÁC ĐỊNH SỰ CỐ TRÊN ĐƯỜNG DÂY CÓ
NHÁNH RẼ................................................................................................................................................. 88
4.1 Mô tả phương pháp TFDR............................................................................................................ 88
4.2. Tín hiệu chirp.................................................................................................................................. 89
4.3 Hệ số tương quan............................................................................................................................ 92
4.4 Sử dụng hàm tương quan để xác định vị trí sự cố:.................................................................. 94
4.4.1 Sử dụng hàm tương quan để xác định vị trí sự cố trên đường dây không có nhánh rẽ: ........94
4.4.2 Xác định vị trí sự cố trong đường dây có nhánh rẽ.................................................................. 98

v

4.4.3. Một số kết quả mô phỏng khi sử dụng phương pháp TFDR................................................ 105

4.5 Kết luận chương 4......................................................................................................................... 113
Kết luận và hướng phát triển.................................................................................................................. 114
TÀI LIỆU THAM KHẢO...................................................................................................................... 115
Phụ lục 1: Thông số cài đặt trong mô hình Matlab-Simulink................................................... 124
Phụ lục 2: Chương trình phân tích sóng phản xạ TDR............................................................... 126
Phụ lục 3: Chương trình phân tích sóng phản xạ TFDR............................................................. 127
Phụ lục 4: Chương trình thử nghiệm nhận dạng sự cố sử dụng chip FPGA..........................129
Phụ lục 5: Sơ đồ mạch FPGA........................................................................................................... 134
Phụ lục 6: Chương trình tính hàm mật độ:..................................................................................... 135
Phụ lục 7: Chương trình thuật toán SubtractiveClustering........................................................ 136
Phụ lục 8: Chương trình huấn luyện mạng TSK.......................................................................... 136
Phụ lục 9: Chương trình kiểm tra mạng TSK đã huấn luyện.................................................... 140


vi

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
Từ viết tắt
Ý Nghĩa
TDR
Time Domain Reflectometry

Nghĩa tiếng Việt
Phản xạ trong miền thời gian

TFDR

TFDR - Time Frequency
Domain Reflectometry

Phản xạ trong miền thời gian
và tần số

ANNs

Artificial Neural Networks

Mạng noron nhân tạo

ATP

Alternative Transient Program

Phần mềm mô phỏng ATP

FFT

Fast Fourier Transform

Biến đổi Fourier nhanh

MATLAB

Matrix Laboratory

Chương trình Matlab

FT

Fourier Transform

Biến đổi phổ Fourier

FPGA

Field-Programmable Gate
Array

Mảng cổng lập trình được dạng
trường.

I/O

Input/ Output

Cổng vào/ ra

ISE

Interative Softwave
Engineering

Phần mềm ISE

ADC

Analog-to-Digital Converter

Bộ biến đổi tương tự số

DAC

Digital to Analog Converter

Bộ biến đổi số tương tự

VHDL

Very High Speed integrated
circuit hardware Description
Language.

Ngôn ngữ lập trình dùng để
diễn tả phần cứng tích hợp tốc
độ cao.


vii

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU
Ký hiệu

Đơn vị
A

Ý nghĩa

Dòng điện phức

V

Điện áp phức

Z

Ω

Tổng trở

R

Ω/km

Điện trở riêng

L

H/km

Điện cảm riêng

C

F/km

Điện dung riêng

Z

Ω/km

Tổng trở sóng riêng

f

Hz

Tần số sóng

G

Km/Ω

Điện dẫn

v

Km/s

Vận tốc truyền sóng

Nep/km

Hệ số tắt dần

ở mục 2.1.2

Rad/km

Hệ số pha

ở mục 2.1.2

I

U

C

Hệ số khúc xạ
Hệ số phản xạ

Ghi chú


viii

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU
Bảng 1. 1: Tổng hợp sự cố ở đường dây truyền tải điện 110kV của Công Ty Lưới điện Cao
thế miền Bắc - chi nhánh Thái Nguyên năm 2013 và 2012.............................................................. 10
Bảng 1. 2: Kết quả thử nghiệm phương pháp sóng phản xạ từ điểm sự cố của Nippon trên
đường dây 220kV Thái Nguyên - Hà Giang theo [14]...................................................................... 15
Bảng 3.1: Vận tốc truyền sóng trên đường dây truyền tải điện....................................................... 71
Bảng 3. 2: Kết quả tính toán xác định vị trí sự cố ba pha................................................................. 74
Bảng 3. 3: Kết quả tính toán xác định vị trí sự cố ba pha chạm đất tại lfault=20 km................... 75
Bảng 3. 4: Kết quả tính toán xác định vị trí sự cố 1pha, 2 pha chạm đất và sự cố 2 pha ở l= 20,
30 km............................................................................................................................................................. 75

Bảng 4. 1: Bảng kết quả xác định vị trí sự cố áp dụng phương pháp hàm tương quan...........107
Bảng 4. 2: Kết quả xác định thời điểm sóng phản xạ từ đầu đường dây khi không có sự cố 111
Bảng 4. 3: Kết quả xác định vận tốc trên các phân đoạn của đường dây.................................... 111
Bảng 4. 4: Kết quả xác định vị trí sự cố khi ngắn mạch 3 pha chạm đất.................................... 111
Bảng 4. 5: Kết quả xác định vị trí sự cố ngắn mạch 1 pha chạm đất........................................... 112
Bảng 4. 6: Kết quả khảo sát vị trí sự cố với điện trở khác nhau................................................... 112


ix

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
Hình 1.1: Sơ đồ minh họa sự cố trên đường dây có 2 nguồn cấp...................................................... 8
Hình 1.2: Sơ đồ thay thế minh họa sự cố trên đường dây có 2 nguồn cấp...................................... 8
Hình 1.3: Sơ đồ nguyên lý của đường dây bị sự cố với hai nguồn cấp.......................................... 11
Hình 1.4: Sơ đồ thay thế của đường dây sự cố.................................................................................... 11
Hình 1.5: Sự lan truyền và phản xạ của sóng dòng điện trên đường dây...................................... 14
Hình 2. 1: Mô hình đường dây truyền tải hình

một pha................................................................ 20

Hình 2. 2: Mô hình một phân đoạn đường dây truyền tải hình

ba pha...................................... 21

Hình 2. 3: Sơ đồ thay thế đường dây có thông số rải......................................................................... 23
Hình 2. 4: Sơ đồ thay thế mạng 2 cửa của đường dây truyền tải 1 pha......................................... 23
Hình 2. 5: Sơ đồ thay thế của đường dây truyền tải ba pha.............................................................. 25
Hình 2.6: Mô hình Petersen tương đương để giải bài toán truyền sóng........................................ 28
Hình 2.7: Mô hình Petersen tương đương của mạch có tải thuần trở............................................. 29
Hình 2.8: Mô hình Petersen tương đương của mạch có tải R nối tiếp L....................................... 29

Hình 2.9: Mô hình Petersen tương đương của mạch có tải thuần R song song L.......................30
Hình 2.10: Mô hình Petersen tương đương của mạch R song song C........................................... 30
Hình 2.11: Mô hình Petersen tương đương của mạch R nối tiếp C................................................ 31
Hình 2.12: Sơ đồ khối tổng quan phương pháp xác định vị trí sự cố trên đường dây truyền tải
điện................................................................................................................................................................. 34
Hình 2. 13: Sơ đồ khối xác định vị trí sự cố trên đường dây truyền tải điện................................ 35
Hình 2. 14: Sơ đồ mô phỏng một số vị trí sự cố trên các nhánh rẽ................................................. 36
Hình 2. 15:Mô hình mô phỏng quá trình truyền sóng trên đường dây truyền tải điện...............37
Hình 2. 16: Sơ đồ khối mô phỏng các dạng ngắn mạch, nguồn phát xung 1 chiều, nguồn phát
tín hiệu hình chirp....................................................................................................................................... 38
Hình 2. 17: Mô hình khối thiết bị đo tín hiệu phản xạ từ điểm sự cố và cuối đường dây.........39
Hình 3. 1: Nguyên lý làm việc của Time Domain Reflectometer................................................... 41
Hình 3.2: Một số wavelet kinh điển....................................................................................................... 45
Hình 3.3: Cấu trúc các bước liên tiếp phân tích một tín hiệu ban đầu thành các thành phần chi
tiết và xấp xỉ................................................................................................................................................. 48
Hình 3.4: Tín hiệu gốc hàm y(t).............................................................................................................. 49
Hình 3.5: Phân tích phổ wavelet Daubechies của tín hiệu y(t)........................................................ 49
Hình 3.6: Tín hiệu gốc hàm y1(t)............................................................................................................ 50
Hình 3.7: Phân tích phổ wavelet Daubechies của tín hiệu y1(t)...................................................... 50


x

Hình 3.8: Tín hiệu đầu đường dây có tải R-L và sự cố 3 pha tại vị trí l=20km và thành phần
chi tiết d1 của tín hiệu................................................................................................................................ 51
Hình 3.9: Thành phần d1 của tín hiệu điện áp từ Hình 3.8 được phóng to.................................... 51
Hình 3.10: Tín hiệu đầu đường dây có tải R và sự cố 3 pha thuần trở tại vị trí l=30km và thành
phần chi tiết d1 của tín hiệu...................................................................................................................... 53
Hình 3.11: Thành phần d1 của tín hiệu điện áp từ Hình 3.10 được phóng to............................... 54
Hình 3.12: Tín hiệu đầu đường dây có tải R và sự cố 3 pha có điện trở nối tiếp điện cảm tại vị

trí l=30km và thành phần chi tiết d1 của tín hiệu................................................................................ 54
Hình 3.13: Thành phần d1 của tín hiệu điện áp từ Hình 3.12 được phóng to............................... 54
Hình 3.14: Mạng nơron mờ TSK............................................................................................................ 58
Hình 3.15: Thuật toán học mạng TSK................................................................................................... 61
Hình 3.16: Dạng sóng điện áp đầu đường dây khi sự cố 3 pha tại l=10km khi sự cố RL.........66
Hình 3.17: Hình ảnh phóng to tín hiệu đầu đường dây ở hình bên................................................. 66
Hình 3.18: Minh họa về việc trích 20 mẫu giá trị tức thời xung quanh thời điểm to để làm dữ
liệu đưa vào mạng nơron........................................................................................................................... 66
Hình 3.19: Mô hình mô phỏng xác định các thành phần sóng lan truyền và phản xạ trên đường
dây 3 pha không có sự cố ở giữa đường dây với nguồn phát xung 1 chiều.................................. 68
Hình 3.20: Mô hình mô phỏng xác định các thành phần sóng lan truyền và phản xạ trên đường
dây 3 pha có sự cố ở giữa đường dây..................................................................................................... 69
Hình 3.21: Mô hình mô phỏng xác định các thành phần sóng lan truyền và phản xạ trên đường
dây 3 pha có sự cố ở giữa đường dây khi không có tải...................................................................... 69
Hình 3.22: Dạng sóng điện áp đầu đường dây khi tải thuần trở Rtai=100( )............................... 70
Hình 3.23: Dạng sóng điện áp đầu đường dây khi tải R || C ( Rtai=100( ), C=1µF)..................70
Hình 3.24 : Dạng sóng điện áp đầu đường dây khi tải R ntL (Rtai=100( ), L=10mH)..............70
Hình 3.25: Tín hiệu đầu đường dây đo được khi không có sự cố và hình ảnh phóng to tín hiệu
phản xạ về từ cuối đường dây.................................................................................................................. 70
Hình 3.26 : Dạng sóng điện áp đầu đường dây khi sự cố 1 pha tại vị trí l=20km a) Khi sự có
thuần trở Rfault=10 , Rload=100 . b) Sự cố Rfault=10

và Lfault=0,5mH, Rload=100 ............71

Hình 3.27: Dạng sóng điện áp đầu đường dây khi sự cố 3 pha tại vị trí l=20km (Khi tải là
Rload=100

song song với Cload=1µF).................................................................................................. 72

Hình 3.28: Dạng sóng điện áp đầu đường dây khi sự cố 3 pha tại vị trí l=20km (Rfault=10 tải

thuần trở Rload=100 )................................................................................................................................. 72
Hình 3.29: Dạng sóng điện áp đầu đường dây khi sự cố 3 pha tại vị trí l=20km (Rfault=10 tải
Rnt L, Rload=100 , Lload=1 mH)............................................................................................................. 72


xi

Hình 3.30: Dạng sóng điện áp đầu đường dây khi sự cố 3 pha tại vị trí l=20km (Rfault=10 tải
, Lfault=0,1mH, thuần trở Rload=100 ).................................................................................................... 73
Hình 3.31: Tín hiệu đầu đường dây đo được khi sự cố có điện cảm và hình ảnh phóng to tín
hiệu phản xạ về từ cuối đường dây......................................................................................................... 73
Hình 3.32: Dạng sóng điện áp đầu đường dây khi sự cố 2 pha chạm đất tại vị trí l=20km
(Rfault=10 tải thuần trở Rload=100 )..................................................................................................... 73
Hình 3.33: Dạng sóng điện áp đầu đường dây khi sự cố 2 pha tại vị trí l=20km (Rfault=10 tải
thuần trở Rload=100 )................................................................................................................................. 73
Hình 3.34: Đồ thị sai số khi ngắn mạch tại 20km a) Sự cố1 pha thuần trở Rfault=1..20 ( ) b)
ngắn mạch 1pha như đường nét đứt, ngắn mạch 3 pha đường nét liền Rfault=10 ( )
L=1..20mH................................................................................................................................................... 76
Hình 3.35: Đồ thị đáp ứng đầu ra của mạng TSK............................................................................... 78
Hình 3.36: Đồ thị sai số giữa kết quả học và dữ liệu đầu vào.......................................................... 79
Hình 3.37: Đồ thị hàm đáp ứng đầu ra kết quả kiểm tra của mạng TSK....................................... 79
Hình 3.38: Đồ thị sai số giữa kết quả kiểm tra và dữ liệu đầu vào................................................. 80
Hình 3.39: Sơ đồ cấu tạo thiết bị phát xung nhận dạng sự cố trên đường dây truyền tải..........83
Hình 3.40: Sơ đồ cấu trúc tổng thể phần cứng..................................................................................... 84
Hình 3.41 : Tín hiệu phản xạ đo được ở đầu đường dây khi ngắn mạch tại 100m (vị trí ước
lượng là 100,13m)...................................................................................................................................... 85
Hình 3.42: Tín hiệu phản xạ đo được ở đầu đường dây khi hở mạch tại 100m (Vị trí ước
lượng là 100,65m)...................................................................................................................................... 85
Hình 3.43: Tín hiệu phản xạ đo được ở đầu đường dây khi ngắn mạch tại 200m (vị trí ước
lượng là 200,26m)...................................................................................................................................... 86

Hình 3.44: Tín hiệu phản xạ đo được ở đầu đường dây khi hở mạch tại 200m (Vị trí ước
lượng là 200,52m)...................................................................................................................................... 86
Hình 4.1: Ví dụ tín hiệu chirp.................................................................................................................. 92
Hình 4. 2: Mô hình mô phỏng xác định các thành phần sóng lan truyền và phản xạ trên đường
dây 3 pha với nguồn phát xung chirp..................................................................................................... 94
Hình 4.3: Tín hiệu đầu đường dây đo được khi không có sự cố...................................................... 95
Hình 4.4: Tín hiệu đầu đường dây do được khi có sự cố ngắn mạch 3 pha tại 30km................95
Hình 4.5: Đồ thị hệ số tương quan giữa tín tới và tín hiệu phản xạ đo được khi không có sự cố
96
Hình 4.6: Đồ thị hệ số tương quan giữa tín hiệu tới và tín hiệu phản xạ đo được khi có sự cố
ngắn mạch 3 pha tại vị trí cách 30km.................................................................................................... 96
Hình 4. 7: Sơ đồ thuật toán xác thời điểm sóng phản xạ................................................................... 97


xii

Hình 4.8: Hệ thống đường dây truyền tải mạch rẽ nhánh................................................................. 99
Hình 4. 9: Mô hình mô phỏng xác định các thành phần sóng lan truyền và phản xạ trên đường
dây 3 pha không có sự cố ở giữa đường dây...................................................................................... 100
Hình 4.10: Phân bố giản đồ thời gian phản xạ về đầu đường dây khi phát tín hiệu từ A.......100
Hình 4.11: Phân bố giản đồ thời gian phản xạ về đầu đường dây khi phát tín hiệu từ F.........100
Hình 4.12: Sơ đồ thuật toán xác định sự cố thuộc nhánh................................................................ 101
Hình 4.13: a) Mô hình giản đồ thời gian sóng phản xạ từ điểm sự cố b) mô hình giản đồ thời
gian sóng phản xạ từ điểm sự cố đã chuyển trục tọa độ theo chiều ngược lại...........................104
Hình 4.14: Mô hình mô phỏng xác định các thành phần sóng lan truyền và phản xạ trên đường

dây 3 pha có sự cố ở giữa đường dây khi không tải......................................................................... 106
Hình 4.15: Mô hình mô phỏng xác định các thành phần sóng lan truyền và phản xạ trên đường

dây 3 pha có sự cố ở giữa đường dây.................................................................................................. 106

Hình 4.16: Đồ thị sai số khi ngắn mạch 20km a) Sự cố 1 pha điện trở sự cố thuần trở
Rfault=1..20 ( ) b) Sự cố 3 pha điện cảm sự cố Lfault=0,1..20 mH................................................ 108
Hình 4.17: Tín hiệu đầu đường dây đo được khi không có sự cố................................................. 109
Hình 4.18: Đồ thị hàm tương quan giữa tín đầu tới và tín hiệu phản xạ đo được khi không có
sự cố............................................................................................................................................................ 109
Hình 4.19: Tín hiệu đầu đường dây đo được khi có sự cố 3 pha trên đoạn BC cách B 11 km
110
Hình 4.20: Đồ thị hàm tương quan giữa tín hiệu tới và tín hiệu phản xạ khi có sự cố 3 pha trên
đoạn BC cách B 11 km............................................................................................................................ 110


1

MỞ ĐẦU
1.Tính cấp thiết của đề tài
Hệ thống điện là một hệ thống phức tạp trong cả cấu trúc và vận hành, khi xẩy ra
sự cố bất kỳ một phần tử nào trong hệ thống đều ảnh hưởng đến độ tin cậy cung cấp
điện, chất lượng điện năng và gây thiệt hại lớn về kinh tế. Vì vậy, nội dung của đề tài
đề cập đến “Nghiên cứu ứng dụng các phương pháp hiện đại nhận dạng sự cố ngắn
mạch trên đường dây truyền tải điện” nhằm hỗ trợ quá trình định vị và khắc phục các
sự cố trên đường dây truyền tải điện, qua đó giảm bớt những thiệt hại về kinh tế và
nâng cao độ tin cậy cung cấp điện cho các hộ tiêu thụ.
Bài toán phát hiện dạng sự cố và vị trí của sự cố trên đường dây truyền tải điện là
một bài toán kinh điển của lý thuyết mạch và hệ thống điện. Hiện nay, có nhiều nghiên
cứu đã và đang được thực hiện về vấn đề này. Tuy nhiên các kết quả vẫn còn nhiều hạn
chế do có nhiều trường hợp sự cố và giá trị phần tử gây sự cố gây ra các hiện tượng
tương tự như tham số của đường dây nên các phương pháp như rơle tổng trở sẽ gây sai
số lớn. Việc phát triển của các thiết bị đo mới cũng như của các thuật toán xử lý tín
hiệu mới có khả năng để tiếp tục cải thiện được các kết quả phân tích.
Việc xây dựng thành công một giải pháp phân tích và phát hiện vị trí điểm sự cố

sẽ có ý nghĩa thực tế tốt, nếu đưa vào vận hành sẽ có khả năng mang lại hiệu quả cao
về mặt kinh tế - kỹ thuật do tăng cường được độ chính xác nhằm hỗ trợ cho quá trình
khắc phục sự cố được nhanh hơn.

2. Mục đích nghiên cứu
Mục đích nghiên cứu của luận án là phát triển phương pháp mới sử dụng những
thuật toán hiện đại cho phép xác định vị trí sự cố trên đường dây truyền tải điện
( không phân nhánh và có nhiều nhánh rẽ) một cách chính xác hơn.
Phương pháp đề xuất trong luận án sử dụng tín hiệu đo được sau khi chủ động
phát xung (điện áp/ dòng điện) vào đầu đường dây truyền tải điện. Để ước lượng vị trí
sự cố luận án trình bày 2 phương pháp phân tích sóng phản xạ: Phương pháp thứ nhất
sử dụng phân tích wavelet để phân tích thời điểm thay đổi đột ngột của tín hiệu từ đó


2

trích mẫu để xem xét. Tín hiệu trích mẫu được đưa vào mạng TSK để huấn luyện ước
lượng vị trí sự cố. Các thông số trong mạng TSK được điều chỉnh dựa trên bộ cơ sở tín
hiệu mẫu tạo ra nhờ sử dụng phần mềm Matlab để mô phỏng quá trình quá độ trên
đường dây gây ra bởi một số sự cố ngắn mạch (ngắn mạch 1 pha, 2 pha, 2 pha chạm
đất và ngắn mạch 3 pha) khi thay đổi các thông số điện trở sự cố, vị trí sự cố, điện cảm
sự cố. Phương pháp thứ 2 sử dụng thuật toán so sánh hàm tương quan giữa tín hiệu tới
và tín hiệu phản xạ để ước lượng vị trí sự cố.
Mô hình sử dụng mạng nơron TSK sẽ được huấn luyện để ước lượng được vị trí
sự cố với sai số nhỏ hơn so với những phương pháp trước dây. Mô hình sử dụng thuật
toán hàm tương quan sẽ được xây dựng để ước lượng vị trí sự cố trên đường dây có
nhiều nhánh với sai số nhỏ và ít thiết bị đo nhất có thể. Từ đó làm giảm thời gian tìm
kiếm và khắc phục sự cố, nâng cao hiệu quả trong vận hành hệ thống điện và giảm
thiệt hại về kinh tế.

3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
Luận án tập trung nghiên cứu và đưa ra phương pháp xác định vị trí sự cố trên
đường dây truyền tải điện không phân nhánh và có phân nhánh.
Các phần mềm sử dụng trong luận án: Matlab, ISE
Phạm vi nghiên cứu:
Ứng dụng phần mềm Matlab mô phỏng các dạng ngắn mạch trên đường dây truyền
tải điện không phân nhánh và có nhiều nhánh.
Nghiên cứu lý thuyết truyền sóng trên đường dây truyền tải điện.
Lập trình các thuật toán phân tích và xử lý tín hiệu bằng các công cụ matlab,
wavelet, mạng nơron, hàm tương quan, phân tích tín hiệu trên miền thời gian và tần
số để xác định vị trí sự cố, dạng sự cố trên đường dây truyền tải không phân nhánh
và đường dây truyền tải có nhiều nhánh.
Nghiên cứu ảnh hưởng của điện trở, điện cảm sự cố trên đường dây đến sai số của
phương pháp.


3

Tìm hiểu thực nghiệm trong phòng thí nghiệm với một vài dạng sự cố nhằm kiểm
chứng các thuật toán đã đề xuất.

4.Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
Ý nghĩa khoa học: Đề xuất phương pháp để xác định vị trí sự cố trên đường dây
truyền tải điện có nhiều nhánh với sai số nhỏ hơn sai số của các phương pháp hiện nay
đang áp dụng đồng thời sử dụng ít thiết bị đo nhất có thể.
Ý nghĩa thực tiễn của đề tài:
Phương pháp của luận án góp phần bổ xung cho các giải pháp xác định vị trí sự
cố trên đường dây truyền tải có một hoặc nhiều nhánh. Phương pháp chỉ yêu cầu sử
dụng ít nhất các tín hiệu đo từ các đầu của đường dây truyền tải điện, nên các khâu đo
lường và thu thập số liệu cũng đơn giản, tính kinh tế cao.

5. Những đóng góp của luận án
Luận án có những đóng góp sau:
Đã khảo sát và đề xuất phân tích sóng phản xạ chủ động trên miền thời gian và tần
số kết hợp với phương pháp sử dụng hàm tương quan để làm cơ sở phát hiện thời
điểm sự cố trên đường dây truyền tải.
Đã khảo sát và đề xuất phân tích sóng phản xạ chủ động trên miền thời gian kết hợp
với phương pháp sử dụng phân tích wavelet và mạng nơron logic mờ TSK để làm
cơ sở phát hiện thời điểm sự cố trên đường dây truyền tải.
Xây dựng được thuật toán sử dụng ít số lượng thiết bị đo và không yêu cầu đồng bộ
về thời gian giữa các tín hiệu. Sai số của phương pháp đề xuất của luận án đảm bảo
yêu cầu kỹ thuật của ngành điện. Phương pháp đề xuất có thể áp dụng với đường
dây truyền tải không phân nhánh, phân nhánh.
Xây dựng được mô hình truyền sóng trên đường dây truyền tải điện sử dụng phần
mềm Matlab- Simulink với các dạng sự cố khác nhau là ngắn mạch 1 pha, ngắn
mạch 3 pha, ngắn mạch 2 pha, ngắn mạch 2 pha chạm đất với các thông số điện trở
sự cố và điện cảm sự cố thay đổi. Áp dụng phương pháp phân tích sóng phản xạ chủ


4

động để xác định vị trí sự cố trên đường dây truyền tải điện 110kV Lào Cai có nhiều
nhánh.
Thiết kế mạch thực nghiệm sử dụng chip FPGA nhận dạng sự cố trên đường dây
truyền tải điện để kiểm nghiệm 1 phần nội dung của luận án.

6. Cấu trúc của luận án
Mở đầu: Trình bày tính cấp thiết, mục tiêu, nhiệm vụ, phạm vi nghiên cứu,
những đóng góp và bố cục của luận án.
Chương 1: Tổng quan về nhận dạng sự cố trên đường dây truyền tải điện

Trong chương này sẽ trình bày các phương pháp xác định vị trí sự cố trên đường dây
truyền tải điện và đề xuất phương pháp nghiên cứu trong luận án.
Chương 2: Các giải pháp của luận án trên cơ sở phân tích các thành phần của sóng lan
truyền
Chương này trình bày các vấn đề về truyền sóng trên đường dây truyền tải và các yếu
tố ảnh hưởng tới quá trình truyền sóng từ đó đề xuất các giải pháp cho luận án.
Chương 3: Phương pháp TDR xác định sự cố trên đường dây truyền tải
Trong chương này trình bày phương pháp phân tích sóng phản xạ chủ động trên miền
thời gian dựa trên phân tích wavelet và mạng nơron để xác định vị trí sự cố đối với
đường dây không phân nhánh.
Chương 4 Phương pháp TFDR xác định sự cố trên đường dây truyền tải
Nội dung chính của chương này trình bày phương pháp và các thuật toán phân tích
sóng phản xạ chủ động trên miền thời gian và tần số để xác định vị trí sự cố trên đường
dây không phân nhánh và đường dây có nhiều nhánh. Ứng dụng phần mềm mô phỏng
Matlab- Simulink mô phỏng quá trình truyền sóng trên đường dây 110kV Lào Cai với
các vị trí sự cố khác nhau, tại các nhánh rẽ khác nhau, với nhiều giá trị điện trở, sự cố,
điện cảm sự cố và các trường hợp sự cố khác nhau.


5

Phần Kết luận bao gồm kết luận và các kiến nghị của luận án, các hướng nghiên
cứu tiếp theo. Cuối cùng là các công trình công bố liên quan đến luận án, các tài liệu
tham khảo và phần phụ lục.


6

Chương 1: TỔNG QUAN VỀ NHẬN DẠNG SỰ CỐ TRÊN
ĐƯỜNG DÂY TRUYỀN TẢI ĐIỆN

Trong chương này sẽ trình bày tổng quan về các phương pháp nhận dạng sự cố
trên đường dây truyền tải điện, ưu và nhược điểm của các phương pháp này từ đó tác
giả đề xuất các mục tiêu và giải pháp trong luận án.

1.1. Giới thiệu chung
Một hệ thống điện bao gồm máy phát, hệ thống truyền tải và phân phối điện
năng. Các nhà máy phát điện và phụ tải thường ở xa nhau do đó cần phải có một hệ
thống truyền tải gồm nhiều đường dây và trạm biến áp.
Sự tăng trưởng nhanh chóng của hệ thống điện trong vài thập kỷ qua đã dẫn đến
tăng một lượng lớn số lượng các đường dây và tổng chiều dài của nó. Những đường
truyền này gặp nhiều sự cố do sét, ngắn mạch, thiết bị lỗi, lỗi do vận hành, tình trạng
quá tải và lão hóa. Nhiều lỗi do phá hủy về cơ khí, mà cần phải có sửa chữa trước khi
đưa hệ thống trở về để phục vụ. Sự cố có thể được giải quyết nhanh nếu vị trí sự cố
được ước tính với độ chính xác hợp lý. Sự cố gây ra ngắn mạch có thể gây mất điện
dài hạn cho khách hàng và có thể dẫn đến thiệt hại lớn cho các ngành công nghiệp sản
xuất cũng như ảnh hưởng đến an ninh, văn hóa, chính trị. Phát hiện nhanh chóng, cô
lập, định vị và sửa chữa các sự cố là ưu tiên trong việc duy trì một hệ thống điện tin
cậy [2], [5], [13].
Theo [3] hiện nay lưới điện 110kV có nhiều đoạn có nhiều nhánh rẽ khác nhau,
đặc biệt là các tỉnh trung du và miền núi, việc xác định vị trí sự cố gặp nhiều khó khăn
do địa hình đồi núi phức tạp, thêm vào đó là đường dây có nhiều nhánh rẽ gây khó
khăn cho việc xác định chính xác vị trí sự cố. Thời gian phục hồi cũng bao gồm thời
gian để tìm ra vị trí sự cố. Quá trình phục hồi sẽ nhanh hơn khi việc xác định chính xác
vị trí sự cố xẩy ra với thời gian ngắn nhất có thể.
Các quy trình sửa chữa và bảo trì nhanh chóng, hiệu quả sẽ trực tiếp dẫn đến cải
thiện độ tin cậy cung cấp điện cho mạng lưới, do đó nâng cao hiệu quả tổng thể của hệ
thống. Trong một thị trường hướng đến cạnh tranh từ nguồn cấp, truyền tải đến phân


7

phối điện thì tiết kiệm thời gian, công sức và giảm thời gian mất điện có thể làm giảm
chi phí hoặc làm tăng lợi nhuận.
Trong luận án này đã phát triển phương pháp phân tích sóng phản xạ chủ động
theo miền thời gian và tần số để định vị sự cố trong đường truyền tải điện có nhiều
nhánh rẽ. Phương thức này cho thấy một giải pháp kinh tế kỹ thuật đầy hứa hẹn cho
ngành điện.

1.2. Tổng quan về các phương pháp định vị sự cố trên đường dây tải điện
Ngày nay cùng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật thì ngày càng có nhiều
phương pháp định vị sự cố đã được đề xuất áp dụng đối với đường dây truyền tải điện,
mỗi phương pháp đều có ưu nhược điểm riêng và có phạm vi áp dụng nhất định tùy
theo cơ sở hạ tầng sẵn có của trạm và đường dây. Ta có thể thấy có các phương pháp
định vị chính sau đây:
Định vị sự cố chỉ dựa trên tín hiệu đo lường từ một phía của đường dây [46], [47],
[52], [60], [70], [84], [86].
Định vị sự cố dựa trên tín hiệu đo lường từ cả hai phía của đường dây [27], [36],
[38], [41], [42], [50], [65], [80].
Phương pháp sử dụng mạng nơron [26], [34], [35], [55], [56], [58], [61], [68], [71],
[76], [87].
Phương pháp định vị sự cố dựa trên hiện tượng sóng lan truyền từ điểm sự cố [24],
[25], [30], [78].
Phương pháp định vị sự cố trên đường dây truyền tải điện dựa trên sóng lan truyền
từ đầu đường dây [37], [45], [54], [62], [63], [66], [75], [79].

1.3. Phương pháp đo lường từ một phía
Trong phương pháp này vị trí sự cố được xác định từ các kết quả đo lường từ 1
đầu của đường dây [70], [83]. Để xác định dạng sự cố giá trị điện áp và dòng điện ở tất
cả các pha phải được xác định. Xét sự cố xảy ra tại điểm F, cách trạm A một khoảng là
m (%) trên đường dây AB như trong Hình 1.1.

8

Hình 1.1: Sơ đồ minh họa sự cố trên đường dây có 2 nguồn cấp

Hình 1.2: Sơ đồ thay thế minh họa sự cố trên đường dây có 2 nguồn cấp

trong đó:
x - phần trăm khoảng cách đến điểm sự cố (khoảng cách từ đầu đường dây dến điểm
sự cố/ tổng khoảng cách của đường dây).
VA- điện áp tại đầu nguồn A.
ZL- tổng trở của đường dây.
IF- dòng điện sự cố.
RF- điện trở sự cố
Từ đó có thể dẫn ra một số phương pháp như phương pháp điện kháng đơn, phương
pháp Takagi, phương pháp Takagi cải tiến.
1.3.1. Phương pháp điện kháng đơn
Trong phương pháp điện kháng đơn [70], [83], các giá trị dòng điện và điện áp đo
được sẽ được sử dụng để xác định trở kháng của đường dây đến vị trí sự cố, căn cứ vào
đó xác định được vị trí sự cố theo công thức:
V A xZ L I A R F IF

(1.1)


9

Từ biểu thức (1.1) dẫn tới vị trí sự cố được tính theo công thức (1.2).
x

Im(VA

(1.2)

/ I A)

Im(Z L )

1.3.2. Phương pháp Takagi
Để nâng cao độ chính xác so với phương pháp điện kháng đơn, nhằm giảm bớt
sai số do ảnh hưởng của điện trở sự cố và dòng tải. Phương pháp Takagi xét các tín
hiệu trước và sau khi xuất hiện sự cố theo [70]. Vị trí sự cố được xác định theo biểu
thức (1.3).
*

x

Im(VA

IA)

(1.3)

*
Im( Z L I A I A)

trong đó:
I A I A IL với I L là dòng điện trước khi xẩy ra sự cố. I *A
phức liên hợp của I A .

1.3.3. Phương pháp Takagi cải tiến
Theo [83] phương pháp Takagi cải tiến không sử dụng đến các tín hiệu tại thời
điểm trước khi có sự cố mà sử dụng dòng điện thứ tự không. Vị trí sự cố trong phương
pháp này được xác định theo biểu thức (1.4).

x

Im(VA I R e

*

j

)

*

.e j

)

Im(Z L .I R

(1.4)

trong đó:
là góc của dòng điện thứ tự không
*
R là số phức liên hợp của dòng điện thứ tự không.

IR là dòng điện thứ tự không, I

Phương pháp điện kháng đơn có ưu điểm là đơn giản trong tính toán, dễ dàng cho
lắp đặt nhưng có độ chính xác không cao do không xét đến ảnh hưởng của dòng điện
thứ tự không cũng như hỗ cảm giữa các đường dây.


10

Phương pháp Takagi có độ chính xác cao hơn phương pháp điện kháng đơn
nhưng lại phải xét cả tín hiệu trước và sau sự cố dẫn đến phức tạp cho thiết bị. Phương
pháp Takagi cải tiến đã giúp đơn giản hóa phương pháp Takagi nhưng lại yêu cầu xác
định góc pha của dòng điện thứ tự không. Các sai lệch do yêu cầu thông số tín hiệu
trước sự cố hay góc pha dòng điện thứ tự không dẫn tới sai số của 2 phương pháp này.
Phương pháp đo lường từ một đầu đường dây được sử dụng trong xác định vị trí
sự cố trong các rơle khoảng cách được nhiều hãng trên thế giới sử dụng, áp dụng rộng
rãi trên thế giới cũng như ở Việt Nam.
Bảng 1. 1: Tổng hợp sự cố ở đường dây truyền tải điện 110kV của Công Ty Lưới điện Cao thế
miền Bắc - chi nhánh Thái Nguyên năm 2013 và 2012
Lần

Bảo vệ khoảng
cách báo (km)

Sự cố cột

Nguyên nhân sự cố

Sai số (m)

1
2
3
4
5
6
7
8

9,2
11,2
12,8
22,2
5,9
7
18,3
27

Giữa 42, 43
Giữa 60, 61
59
11
39
32
Không thấy
28

Do cây đổ
Mắc diều

Sét đánh
Sét đánh
Sét đánh
Sét đánh
Không rõ nguyên nhân
Sét đánh

800
1000
1200
800
600
700
900

Theo [7] sai số đối với thuật toán là ±2,5km đối với đường dây có chiều dài đến
100km. [7] đã trình bày kết quả thử nghiệm chức năng định vị sự cố của rơle khoảng
cách GRZ100 của hãng Toshiba tại TBA 110kV Cầu Đỏ - Đà Nẵng. Kết quả mô phỏng
cho thấy sai số đối với đường dây có 2 nguồn cấp là 1,25km.
Theo [16] kết quả thực tế báo sự cố của Công ty Lưới điện Cao thế miền Bắc –
chi nhánh Thái Nguyên và [16] cho thấy đối với các lộ đường dây có 1 nguồn cấp, có
kết cấu đơn giản không có các nhánh rẽ, với các sự cố đơn giản cho kết quả xác định
vị trí sự cố khá chính xác.
Đối với sự cố phức tạp như có hồ quang lớn hay đường dây phức tạp như có
nhiều nhánh rẽ, có nhiều lộ trên một hệ thống cột, có nhiều nguồn cấp thì phương pháp


11

điện kháng đơn cho độ chính xác thấp, nhiều trường hợp nhầm lẫn, không xác định

được vị trí sự cố.

1.4. Phương pháp đo lường từ hai đầu
Theo các tài liệu [27], [36], [38], [41], [42], [50], [65], [80] phương pháp đo
lường tín hiệu từ hai đầu đường dây yêu cầu tín hiệu phải được đo lường và đồng bộ từ
cả hai đầu đường dây. Phương pháp này có độ chính xác cao hơn các phương pháp đo
lường từ một phía [27], [41] vì không bị ảnh hưởng của tổng trở nguồn cũng như ảnh
hưởng của điện trở sự cố. Xét sự cố xảy ra tại điểm F, cách trạm A một khoảng là x
(%) trên đường dây AB như trong hình 1.3.

Hình 1.3: Sơ đồ nguyên lý của đường dây bị sự cố với hai nguồn cấp

Sơ đồ thay thế đơn giản (bỏ qua tổng dẫn) của đường dây trên trong trường hợp
sự cố như trên Hình 1.4.

Hình 1.4: Sơ đồ thay thế của đường dây sự cố

Các dòng điện
mặt thời gian:

,

đo tại hai trạm được đồng bộ về

I A I B và các điện áp UA, UB

(1.5)
U F U A I A x ZD

12

(1 x ) ZD
UF UB IB
trong đó ZD là tổng trở của toàn bộ đoạn đường dây AB.

(1.6)

Trừ hai phương trình cho nhau:
ZD

UAUB IB
xZD (IA IB)
Khoảng cách đến điểm sự cố được tính ra từ phương trình trên:
X

UA UB

IB

ZD (IA

ZD
IB)

(1.7)

(1.8)

Phương trình trên có thể áp dụng cho mọi trường hợp sự cố. Tuy nhiên, tùy theo

dạng sự cố mà lựa chọn tổ hợp dòng điện và điện áp thích hợp. Ví dụ, với sự cố chạm
đất một pha (N(1)) thì điện áp sử dụng là của pha A, tuy nhiên dòng điện đưa vào tính
toán cần phải bù thành phần thứ tự không. Trong thực tế, rất khó xác định đúng điện
kháng thứ tự không của đường dây, do đó việc tính toán hệ số bù dòng thứ tự không sẽ
không chính xác và có thể gây sai số cho quá trình định vị.
Để tránh trường hợp này, nhiều nghiên cứu đề xuất sử dụng các thành phần dòng
điện và điện áp thứ tự thuận hoặc nghịch (tính toán dựa trên thành phần thứ tự nghịch
chỉ áp dụng được với các sự cố không đối xứng). Trong thực tế còn nhiều biến thể của
phương pháp này, tùy theo tín hiệu đo lường có đầy đủ hay không đầy đủ, có cần thông
tin của tổng trở đường dây hay không.

1.5. Phương pháp sử dụng mạng nơron
Mạng nơron ANN được giới thiệu năm 1943 bởi nhà thần kinh học Warren
McCulloch và nhà logic học Walter Pits. Những năm gần đây mạng nơron ANN ngày
càng phát triển và các nghiên cứu ứng dụng đã được thực hiện trong nhiều ngành như
điện, điện tử, kỹ thuật chế tạo, y học, quân sự, kinh tế.. Có rất nhiều mô hình và thuật
toán sử dụng mạng nơron đã được đề xuất và ứng dụng như mạng truyền thẳng nhiều
lớp MLP (Multi Layer Perceptron) và mạng nơron tự tổ chức SOM (Self Organizing
Maps). Hiện nay đã có nhiều nghiên cứu ứng dụng mạng nơron để xác định vị trí sự cố
trong và ngoài nước. Những tài liệu trong nước có thể tìm thấy ở [1], [4], những tài
liệu nước ngoài có thể tìm thấy ở [35], [53], [55], [56], [58], [59], [61], [71], [73].


13

Tài liệu [1] đã nghiên cứu và xây dựng được mô hình xác định vị trí sự cố, dạng
sự cố và điện trở sự cố trên đường dây 3 pha với nguồn cung cấp từ một phía, không rẽ
nhánh sử dụng mạng nơron MLP. Trong đó mạng nơron nhân tạo MLP sử dụng đầu
vào là các đặc tính thời gian và đặc tính tần số xác định từ các tín hiệu đo tức thời xung
quanh thời điểm xảy ra những thay đổi (xuất hiện sự cố) trong các tín hiệu (thời điểm

này được xác định nhờ sử dụng phép phân tích sóng nhỏ wavelet). Luận án cũng xây
dựng đồng thời hai mạng nơron MLP khác để xác định dạng sự cố và điện trở sự cố.
Theo [4] nghiên cứu phương pháp ứng dụng Fuzzy logic, Wavelet, ANN và
ANFIS để phân loại dạng sự cố trên đường dây truyền tải điện, đồng thời đề xuất sử
dụng phương pháp WT là phù hợp cho việc chọn giá trị dòng điện, điện áp lúc sự cố
làm dữ liệu đầu vào, nhằm huấn luyện cho ANN, ANFIS thực hiện chức năng định vị
sự cố.
Mạng nơron dựa vào kỹ thuật định vị sự cố cho đường dây 1 nguồn được nghiên
cứu bởi Chen và Maun [59]. Ljupko Teklic và Ivan Pavicic [56] đã nghiên cứu sử dụng
mạng nơron để phát hiện các sự cố trên đường dây truyền tải với 2 nguồn cấp.
Kezunovic [53] đã đề xuất một kỹ thuật mới để phát hiện vị trí của sự cố tốc độ cao
bằng cách sử dụng các mạng nơron trong khi Zhao, Song và ChenSong [73] sử dụng
các mạng nơron cho xác định vị trí sự cố trên một chuỗi các đường dây cần được bù.

1.6. Phương pháp sóng lan truyền
Phương pháp sóng lan truyền trên đường dây truyền tải điện là phương pháp
tương đối mới đang được nghiên cứu và thử nghiệm. Hiện nay có hai hướng nghiên
cứu chính là phương pháp dựa trên sóng lan truyền từ điểm sự cố và phương pháp chủ
động phát xung vào đầu đường dây sau đó phân tích sóng phản xạ từ điểm sự cố hoặc
cuối đường dây.