Tự động hóa mạng phân phối

Đại Học Quốc Gia Tp. Hồ Chí Minh
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

NGUYỄN ĐỨC HUY

TỰ ĐỘNG HOÁ MẠNG PHÂN PHỐI
Chuyên ngành: THIẾT BỊ MẠNG VÀ NHÀ MÁY ĐIỆN
Mã ngành: 60.52.50

LUẬN VĂN THẠC SĨ

TP. HỒ CHÍ MINH, tháng 6 năm 2009


CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HỒN THÀNH TẠI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP. HỒ CHÍ MINH

Cán bộ hướng dẫn khoa học : PGS.TS. NGUYỄN HOÀNG VIỆT

Cán bộ chấm nhận xét 1 : ..................................................................................

Cán bộ chấm nhận xét 2 : ...................................................................................

Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại :
HỘI ĐỒNG CHẤM BẢO VỆ LUẬN VĂN THẠC SĨ
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP. HỒ CHÍ MINH
Ngày . . . . . tháng . . . . năm 2009


ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP. HCM

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
----------------

CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHIÃ VIỆT NAM
Độc Lập - Tự Do - Hạnh Phúc
---oOo--Tp. HCM, ngày . . . . . tháng . . . . . năm 2009

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ
Họ và tên học viên:

NGUYỄN ĐỨC HUY

Giới tính : Nam

Ngày, tháng, năm sinh :

25 - 01 - 1983

Nơi sinh : Khánh Hòa

Chuyên ngành :

Thiết bị, Mạng – Nhà máy điện

Khố :

2007

1- TÊN ĐỀ TÀI:
TỰ ĐỘNG HĨA MẠNG PHÂN PHỐI

2- NHIỆM VỤ LUẬN VĂN:
-

Tổng quan về lưới điện phân phối

-

Các thiết bị bảo vệ chính trong lưới phân phối

-

Mơ hình và ngun lý hoạt động của hệ thống tự động hóa lưới phân phối

-

Một vài cách thức xử lý tự động trên lưới điện phân phối

-

Đánh giá hiệu quả của hệ thống tự động hóa lưới phân phối

-

Thử nghiệm lắp đặt DAS có tính đến chỉ tiêu độ tin cậy

3- NGÀY GIAO NHIỆM VỤ : 02/02/2009
4- NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ : 31/06/2009
5- HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: PGS.TS. NGUYỄN HOÀNG VIỆT

Nội dung và đề cương Luận văn thạc sĩ đã được Hội Đồng Chuyên Ngành thông qua.

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN
(Họ tên và chữ ký)

PGS.TS NGUYỄN HỒNG VIỆT

CHỦ NHIỆM BỘ MƠN
QUẢN LÝ CHUN NGÀNH
(Họ tên và chữ ký)

TS. VŨ PHAN TÚ


LỜI CẢM ƠN!

Đầu tiên, tôi xin chân thành cảm ơn thầy PGS.TS. Nguyễn Hoàng Việt,
giáo viên hướng dẫn Luận Văn Tốt Nghiệp cho tơi. Để hồn thành Luận Văn
Tốt Nghiệp này, tơi đã được sự hướng dẫn tận tình của thầy trong suốt q
trình thực hiện Luận Văn. Tơi xin ghi nhớ mãi cơng ơn và tình cảm tốt đẹp
thầy đã dành cho tơi trong thời gian vừa qua.
Ngồi ra, tôi xin chân thành cảm ơn tất cả các thầy cô Bộ môn Hệ
thống Điện của Trường Đại Học Bách Khoa Tp. Hồ Chí Minh. Trong thời
gian học tập vừa qua, tôi đã được thầy cô truyền đạt vốn kiến thức vơ cùng
q báu. Những kiến thức chun mơn của tôi ngày càng được nâng cao là
nhờ công ơn giảng dạy của các thầy cô. Tôi xin chúc các thầy cô luôn dồi dào
sức khỏe và thành công trong sự nghiệp giảng dạy.
Cuối cùng, tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành nhất đến bạn bè, đồng
nghiệp. Đặc biệt là gia đình và em Phương Nhi ln bên cạnh, động viên tơi
hồn thành Luận văn này.

Tp. Hồ Chí Minh, tháng 06 năm 2009

Học viên
Nguyễn Đức Huy


MỤC LỤC
Trang
Lời cảm ơn
Danh mục chữ viết tắt
Danh mục các bảng
Danh mục các hình vẽ
Phần mở đầu: Lý do lựa chọn đề tài, đối tượng và phạm vi nghiên cứu, ý nghĩa
khoa học và thực tiễn của đề tài ................................................................................01
Chương 1: Tổng quan và xu hướng phát triển của lưới điện phân phối ...............05
1.1. Tổng quan về lưới điện phân phối. ........................................................................05
1.2. Một số đặc điểm của lưới điện phân phối .............................................................06
1.3. Các giải pháp kỹ thuật giảm tổn thất trên lưới phân phối .....................................07
1.4. Các đặc điểm về sự cố lưới phân phối . .................................................................09
1.5. Quy trình phân vùng sự cố lưới điện phân phối bằng phương pháp thủ cơng .......09
1.5.1. Quy trình xử lý sự cố khi chạm đất một pha lưới trung tính cách đất . ........09
1 5.2. Quy trình xử lý sự cố các xuất tuyến bị ngắn mạch .....................................09
1.6. Xu thế phát triển lưới điện phân phối hiện nay . ....................................................10
1.7. Xu thế phát triển tự động hoá lưới điện phân phối ................................................11
1.8. Một số đặc điểm chính của hai loại tự động hóa . ..................................................13
1.8.1. TĐH tập trung ..............................................................................................13
1.8.2. TĐH phân tán. ..............................................................................................14
Chương 2: Các thiết bị bảo vệ chính của lưới điện phân phối ................................15
2.1. Máy cắt và Relay . ..................................................................................................15
2.1.1. Máy cắt .............................................................................................................15
2.1.2. Các loại Relay ..................................................................................................16

2.2. Máy cắt tự động đóng lại (Recloser) ......................................................................16
2.2.1. Đặc điểm cấu tạo ..............................................................................................17
2.2.2. Phạm vi ứng dụng của Recloser ........................................................................21
2.2.3. Chu trình tác động và khoảng thời gian đóng lại ..............................................23
2.3. Thiết bị đóng cắt tải (LBS) .....................................................................................23
2.4. Dao cách ly phân đoạn tự động (Sectionalizer). ....................................................24


2.4.1. Phân loại ...........................................................................................................25
2.4.2. Các chức năng của Sectionalizer ......................................................................25
2.4.3. Khả năng ứng dụng ...........................................................................................25
2.4.4. Các nguyên tắc phối hợp cơ bản của Sectionalizer. .........................................26
2.5. Dao cách ly (DS) ....................................................................................................28
2.6. Cầu chì tự rơi (FCO) ..............................................................................................28
2.7. Hiện trạng về tự động hoá trong hệ thống phân phối . ...........................................29
2.8. Các vấn đề cần giải quyết để tự động hoá lưới điện phân phối... ..........................30
Chương 3: Mơ hình và ngun lý hoạt động của hệ thống tự động hóa lưới điện
phân phối .....................................................................................................................31
3.1. Giới thiệu chung về hệ thống DAS .......................................................................31
3.2. Hệ thống tự động phân phối điện cho các đường dây phân phối trên không.. ......33
3.2.1. Hệ thống thiết bị chính của DAS ở giai đoạn 1 ................................................33
3.2.2. Phương pháp phối hợp theo thời gian làm việc giữa ACR và Sec ...................39
3.2.3. Cách làm việc của DAS ở giai đoạn 1...............................................................40
3.2.4. Nhận xét về sự phối hợp hoạt động giữa ACR và Sectionalizer.......................46
3.2.5. Hệ thống thiết bị chính và chức năng của DAS ở giai đoạn 2 ..........................47
3.2.6. Hệ thống thiết bị chính và chức năng của DAS ở giai đoạn 3 ..........................53
3.3. Hệ thống tự động phân phối điện cho các đường dây cáp ngầm ..........................56
3.3.1. Mục đích hệ thống lưới điện phân phối ngầm ..................................................56
3.3.2. Hệ thống DAS cho cáp ngầm ............................................................................56
3.3.3. Phương pháp dò sự cố và xử lý sự cố ...............................................................57

3.4. So sánh hệ thống DAS với hệ thống tự động hóa mạch vịng. ..............................58
3.4.1. Giới thiệu chung về hệ thống về tự động hóa mạch vịng ................................58
3.4.2. Ngun tắc hoạt động của tự động hóa mạch vịng .........................................58
3.4.3. Cách ly, định lại cấu hình mạng và tự động phục hồi. .....................................59
3.4.4. Phương pháp phân đoạn sự cố ..........................................................................60
3.5. Ưu, nhược điểm của hệ thống DAS và hệ thống tự động hóa mạch vịng ............63
3.6. So sánh các loại cầu dao dùng cho đường dây phân phối trên không.. .................64
3.7. So sánh các cầu dao dành cho đường dây cáp ngầm.. ...........................................67
3.8. Giải pháp hệ thống thông tin kết nối giữa TCR và RTU .......................................68


3.9. Các giải pháp thông tin cáp quang kết nối giữa TCR và TCM ..............................69
3.9.1. Giao diện dữ liệu phân bố theo cáp sợi quang FDDI .......................................70
3.9.2. Chế độ truyền kỹ thuật số đồng bộ SDH...........................................................71
3.9.3. Chế độ truyền không đồng bộ ATM .................................................................74
Chương 4: Truyền thông tin và cách thức xử lý sự cố tự động trong lưới điện
phân phối .....................................................................................................................75
4.1. Tổng quan về hệ thống thông tin............................................................................75
4.2. Các hệ thống thông tin trong hệ thống điện ...........................................................76
4.2.1. Hệ thống thông tin tải ba ...................................................................................76
4.2.2. Hệ thống thông tin vi ba ...................................................................................80
4.2.3. Hệ thống thông tin sợi quang ............................................................................83
4.3. Một số ví dụ về cách xử lý sự cố trong lưới điện phân phối ................................83
Chương 5: Đánh giá hiệu quả của việc áp dụng công nghệ DAS............................89
5.1. Trên phương diện khoa học kỹ thuật.. ...................................................................89
5.2. Trên phương diện kinh tế .......................................................................................89
5.3. Công nghệ DAS và triển vọng tại Việt Nam..........................................................91
Chương 6: Thử nghiệm lắp đặt DAS cho lưới điện Cam Ranh có xét đến chỉ
tiêu độ tin cậy của hệ thống điện................................................................................93
6.1. Phạm vi và phương án áp dụng ..............................................................................93

6.2. Mô tả hệ thống hiện tại . .........................................................................................93
6.3. Phương án lắp đặt thí điểm.....................................................................................95
6.4. Các thiết bị đầu cuối RTU .....................................................................................99
6.5. Trạm phân phối trung tâm E28 ............................................................................101
6.6. Các kết quả và lợi ích của DAS mang lại.............................................................104
Phần kết luận: Ưu, nhược điểm của việc áp dụng công nghệ DAS, hướng mở
rộng đề tài, kết luận và kiến nghị.............................................................................112


DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
ACR – Automatic Circuit Recloser

: Máy cắt tự đóng lại (Recloser)

ADC – Area Distribution Center

: Trung tâm điều độ miền

ATM – Asynchronous Tranfer Mode

: Phương thức truyền phi đồng bộ

Auto – RMU

: Tủ cầu dao liên lạc mạch vịng tự động

AMR - Auto Metter Reading

: Cơng nghệ đọc chỉ số công tơ từ xa

CB – Circuit Breaker

: Máy cắt

CD – Control Desk

: Bàn điều khiển

CDL – Computer Data Linker Unit

: Thiết bị kết nối dữ liệu máy tính

CDS – Central Distribution Substation

: Trạm phân phối trung tâm

CPU – Central Processing Unit

: Bộ xử lý trung tâm

CRT - Cathode Ray Tube

: Màn hình màu

DAS – Distribution Automation System

: Hệ thống tự động phân phối điện

DDK

: Đường dây trên không

DGR – Dicrectional Grounding Relay

: Relay chống sự cố chạm đất có hướng

DS – Disconnecting Switch

: Dao cách ly

FCB – Feeder Circuit Breaker

: Máy cắt đầu xuất tuyến

FCO – Fuse Cut Out

: Cầu chì tự rơi

FDDR – Fiber Data Distribution Interface : Hệ thống giao diện số liệu phân phối
quang
FDR – Fault Detecting Relay

: Relay phát hiện sự cố

FSI – Fault Section Indicator

: Thiết bị chỉ thị vùng sự cố

KB – KeyBoard

: Bàn phím

G-CRT

: Màn hình đồ họa

GIS – Geographic Information System

: Hệ thống thông tin địa lý

GM – Geographic Map

: Bản đồ địa lý


GS – Gas Switch

: Cầu dao cách điện khí SF6

HMI – Human Machine Interface

: Giao diện người máy

LBS – Load Break Switch

: Dao cắt có tải

LP – Laser Printer

: Máy in

PVS – Pole-mounted Vacuum Switch
trên cột

: Cầu dao tự động loại chân khơng treo

REC – Reclosing Relay

: Relay đóng lại

RTU – Remote Terminal Unit

: Thiết bị đầu cuối

RMU – Ring Main Unit:

: Thiết bị mạch vòng

RMS – Ring Main Switchgear

: Tủ cầu dao liên lạc mạch vòng

RF – Feeder Recloser

: Recloser nhánh

RM – Mid-point Recloser

: Recloser trung gian

RT – Tie Recloser

: Recloser phân đoạn

SAS – Substation Automation System

: Tự động hóa trạm biến áp

SCADA – Supervisory Control and Data Acquition System: Hệ thống thu thập dữ
liệu và điều khiển giám sát
Sectionalizer

: Dao cách ly phân đoạn tự động

SHD – Synchronous Digital Hierarchy

: Trật tự số đồng bộ

SPS – Source Power Supply

: Máy biến áp cấp nguồn thao tác

STP – Shielded Twisted Pair

: Cáp bọc voặn xoắn

TCM – TeleControl Master Unit

: Máy tính chủ điều khiển từ xa

TCR – TeleControl Receiver Unit

: Bộ tiếp nhận tín hiệu điều khiển từ xa

TRD – Transducer

: Bộ biến đổi

VDU – Visual Dislay Unit

: Khối hiển thị

VS – Vacuum Switch

: Cầu dao chân không


DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 2-1. Các thông số kỹ thuật chính Recloser của hãng Copper
Bảng 2-2. Dải thời gian chính định cua các loại Recloser của các hãng khác nhau
Bảng 3-1. Các thơng số kỹ thuật chính của cầu dao PVS
Bảng 3-2. Thơng số thời gian đóng lặp lại.
Bảng 3-3. So sánh các loại cầu dao có cấp điện áp phân phối đường dây trên không.
Bảng 3-4. So sánh giữa cầu dao SF6 và cầu dao chân không
Bảng 3-5. So sánh cầu dao 24kV cho đường dây cáp ngầm
Bảng 3-6. So sánh các hệ thống thông tin kết nối giữa TCM – TCR
Bảng 3-7. So sánh các giải pháp truyền thông trong hệ thống DAS tại ADC
Bảng 6-1. Các thông số của relay bảo vệ TOSDAC-G303
Bảng 6-2. Kết nối giữa TCM và PC
Bảng 6-3. Kết nối giữa TCM và RTU

Bảng 6-4. Các thơng số cơ bản để tính tốn độ tin cậy của xuất tuyến 471E28
Bảng 6-5. Các chỉ số tin cậy của xuất tuyến 471E28 khi chưa có Sec
Bảng 6-6. Các chỉ số tin cậy của xuất tuyến 471E28 sau khi có Sec
Bảng 6-7. Bảng so sánh hai phương án về chỉ số tin cậy của xuất tuyến 471E28
Bảng 6-8. Sản lượng điện thương phẩm không bị mất khi ứng dụng Sec


DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 1.1. Hệ thống tự động hóa theo hướng tập trung
Hình 1.2. Hệ thống tự động hóa theo hướng phân tán
Hình 1.3. Tự động hóa tập trung
Hình 1.4. Tự động hóa phân tán
Hình 2.1. Cấu tạo của buồng cắt chân khơng
Hình 2.2. Sơ đồ ngun lý hoạt động của Recloser
Hình 2.3. Mặt trước của tủ điều khiển FXB của hãng Copper
Hình 2.4. Recloser của hãng ShinSung và tủ điều khiển SEL 351
Hình 2.5. Recloser 3 pha của hãng Nulec loại U-Series
Hình 2.6. Thiết bị đóng cắt tải cách điện bằng chân khơng của hãng ShinSung
Hình 2.7. Thời gian nhớ của Sectionalizer đếm 3 lần và khóa
Hình 2.8. Thiết bị cầu chì tự rơi (FCO) của ABB
Hình 3.1. Sơ đồ phát triển hệ thống DAS ở các giai đoạn
Hình 3.2. Các thiết bị cơ bản của hệ thống DAS ở giai đoạn 1
Hình 3.3. Sơ đồ phối hợp thời gian cài đặt của FDR
Hình 3.4. Sơ đồ đấu nối bộ nguồn SPS với PVS
Hình 3.5. Thiết bị tích hợp điều khiển trạm cho 4 xuất tuyến
Hình 3.6. Nguyên lý làm việc của dao cách ly phân đoạn tự động
Hình 3.7. Sơ đồ phát hiện phần bị sự cố trên lưới hình tia
Hình 3.8. Giản đồ phối hợp thời gian hoạt động của mạng hình tia
Hình 3.9. Sơ đồ phát hiện phần bị sự cố trên lưới có dạng mạch vịng
Hình 3.10. Giản đồ phối hợp thời gian hoạt động của mạng vịng

Hình 3.11. Cấu hình hệ thống DAS ở giai đoạn 2
Hình 3.12. RTU khơng phản ứng lại từ trạm phân phối chính
Hình 3.13. RTU vận hành sai quy trình
Hình 3.14. Phịng điều khiển phân phối điện
Hình 3.15. Điều khiển và hiển thị trạng thái lưới phân phối theo thời gian thực
Hình 3.16. Quy trình tự động phục hồi hệ thống điện phân phối
Hình 3.17. DAS cho mạng cáp ngầm
Hình 3.18. Sử dụng thiết bị BV để TĐH mạch vòng


Hình3.19. Tự động hố mạch vịng khi sự cố trên phân đoạn A
Hình 3.20. Tự động hố mạch vịng khi sự cố trên phân đoạn B
Hình 3.21. Tự động hố mạch vịng khi sự cố trên phân đoạn C
Hình 3.22. Khung Ethernet và Token-Ring cung cấp mạng xương sống đa giao thức
Hình 4.1. Các phần tử của hệ thống thơng tin
Hình 4.2. Sơ đồ nguyên lý hoạt động của hệ thống thơng tin tải ba
Hình 4.3. Sơ đồ khối vi ba số
Hình 4.4. Cấu trúc của hệ thống thơng tin sợi quang
Hình 6.1. Sơ đồ xuất tuyến 471E28
Hình 6.2. Mơ hình lắp đặt thí điểm tại xuất tuyến 471E28
Hình 6.3. Vị trí lắp đặt thí điểm Sec tại xuất tuyến 471E28
Hình 6.4. Thiết bị RTU TOSDAC-G303


Luận Văn Thạc Sĩ

Trang 1

PHẦN MỞ ĐẦU
1. Đặt vấn đề

Quá trình tái cấu trúc, cổ phần hóa các Cơng ty Điện lực, cho phép nhiều thành
phần tham gia sẽ tạo nên một thị trường cạnh tranh trong việc cung cấp và phân
phối điện năng. Việc áp dụng tối ưu các cơng nghệ tự động hố sẽ là cơ sở để thành
công trong môi trường mới đầy thách thức này. Các Điện lực trong tương lai sẽ phải
nỗ lực hoàn thiện hệ thống bằng cách nâng cấp và hiện đại hoá lưới điện một cách
kinh tế nhất. Trong một thị trường cạnh tranh, việc đơn thuần truyền dẫn điện đến
hộ tiêu thụ sẽ là chưa đủ; các Điện lực phải đảm bảo cung cấp điện an tồn, kinh tế
với tính liên tục ở một mức độ nhất định.
Các tiến bộ vượt bậc gần đây trong lĩnh vực phần cứng, phần mềm, thiết bị
truyền thông đã cho phép truyền tải, lưu trữ và xử lý lượng dữ liệu lớn với tốc độ
cao. Vì vậy, Điện lực nước ta đã, đang tập trung vào lĩnh lực cơng nghệ thơng tin và
tự động hố như một phương tiện hiệu quả để tối ưu hoá việc vận hành lưới điện.
Do đó đề tài luận văn này đi sâu nghiên cứu ứng dụng giải pháp tự động cô lập
điểm sự cố bằng công nghệ tự động phân phối điện DAS (Distribution Automation
System) nhằm cho phép nâng cao một cách cơ bản độ tin cậy cung cấp điện, giảm
thiểu thời gian mất điện trên diện rộng của khách hàng do sự cố ở mạng phân phối.
Hệ thống này được áp dụng khá phổ biến ở các nước phát triển, đặc biệt là Nhật
Bản đã thành công từ hơn 30 năm nay. DAS cho phép người vận hành có thể quản
lý và điều khiển hệ thống phân phối đặt tại trung tâm điều độ khu vực. Cụ thể như
sau
 Toàn bộ lưới điện được hiển thị trên màn hình theo bản đồ địa lý, các thơng
tin chi tiết về thiết bị lưới điện được quản lý và theo dõi liên tục.
 Giám sát và điều khiển lưới điện trên máy tính theo thời gian thực. Có thể đo
các thơng số dịng điện và điện áp của lưới điện tại các điểm nút. Điều khiển đóng
cắt thiết bị.
 Tự động phân vùng và xử lý sự cố.
 Mô phỏng hệ thống điện.
 Quản lý cơ sở dữ liệu của hệ thống điện.

GVHD: PGS.TS Nguyễn Hoàng Việt

HVTH: Nguyễn Đức Huy


Luận Văn Thạc Sĩ

Trang 2

2. Lý do lựa chọn đề tài
Hiện nay, ở các hầu hết các nước có nền kinh tế phát triển, vấn đề chất lượng
điện năng không chỉ thể hiện ở các chỉ tiêu điện áp, tần số, suất sự cố... mà còn một
chỉ tiêu rất quan trọng đó là tổng số giờ mất điện bình qn của khách hàng trong
một năm. Hiện tại, độ tin cậy cung cấp điện mạng phân phối ở nước ta còn thấp.
Suất sự cố cũng như thời gian mất điện là khá lớn. Thống kê 2002-2007 cho kết quả
như sau [5]:
Suất sự cố (lần/100km.năm)

7, 76

Vĩnh cửu

2,79

Thoáng qua

4,98

Thời gian mất điện (phút/100km.năm)

220,6

Vĩnh cửu

183,0

Thoáng qua

37,6

Thiệt hại do mất điện là lớn, đặc biệt là ở các khu đô thị phát triển. Lấy Tp.
HCM để khảo sát, ta có các số liệu sau:
Suất sự cố (lần/100km.năm)

12,5

Nội thành

13,4

Suất cắt điện bình quân (lần/100km.năm)

32,3

Thời gian sự cố bình quân (giờ/lần)

1,8

Suất sự cố trên lộ ra (phút/lộ.năm)

107,3

So sánh với Nhật, suất sự cố trên lộ ra là 11/phút/lộ.năm (cao hơn 7,3l lần).
Thiệt hại tài chính do sự cố lưới phân phối cỡ 2,82% hiện tại, dự kiến sẽ tăng lên
6,34% trên tổng doanh thu. Đó là một thiệt hại lớn.
Mặt khác, khi có sự cố lâu dài thì tồn bộ phụ tải trên tuyến sự cố sẽ bị mất điện
sau khi máy cắt đầu nguồn tự đóng lại khơng thành cơng. Nhiều phụ tải ngồi vùng
sự cố sẽ bị ngừng cung cấp điện một cách không cần thiết. Nếu trên tuyến có các
dao cách ly phân đoạn, việc phân vùng sự cố sẽ được thực hiện thủ công làm kéo
dài thời gian mất điện của khách hàng.

GVHD: PGS.TS Nguyễn Hoàng Việt

HVTH: Nguyễn Đức Huy


Luận Văn Thạc Sĩ

Trang 3

Mục tiêu của đề tài: nhằm nghiên cứu ứng dụng công nghệ DAS vào lưới điện
phân phối, cơ lập nhanh và chính xác điểm sự cố để cấp điện lại cho các khu vực
góp phần giảm thiểu thời gian và phạm vi mất điện của khách hàng.
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
Lưới điện phân phối có điện áp ≤ 35kV, cấu trúc lưới hình tia hoặc mạch vịng
kín nhưng vận hành hở, có nhiều nhánh rẽ từ trục chính và phụ tải nối dọc đường
dây. Lưới điện phân phối được phát triển liên tục theo sự phát triển kinh tế và nhu
cầu phụ tải sử dụng điện.
Đối tượng nghiên cứu của đề tài là nghiên cứu áp dụng một số thành tựu mới
trong lĩnh vực bảo vệ relay tự động hóa, lĩnh vực thơng tin liên lạc để cải thiện chất
lượng vận hành lưới điện phân phối. Đối với trường hợp tự động phân vùng sự cố

lưới trung áp, giả thiết ban đầu được cho là đảm bảo đủ nguồn công suất cung cấp
từ 2 phía, vấn đề cân bằng cơng suất và ổn định hệ thống không thuộc phạm vi
nghiên cứu của đề tài. Lĩnh vực SCADA, SAS chỉ được được đặt ra như 1 phần
phối hợp mở rộng của đề tài để đề xuất giải pháp tự động hoá trọn bộ các khâu vận
hành và kinh doanh của các Công ty Điện lực.
4. Nhiệm vụ của luận văn
Đề tài đi sâu vào việc nghiên cứu tính năng và những ưu việt của công nghệ tự
động phân phối điện, so sánh lựa chọn các công nghệ tự động và đưa ra hướng phát
triển của lưới điện phân phối trong tương lai. Do đó đề tài đặt ra các nhiệm vụ chính
sau đây
 Nghiên cứu đặc điểm sự cố lưới phân phối và hiện trạng tự động hoá lưới
phân phối.
 Xu thế phát triển tự động hóa lưới điện phân phối.
 Lựa chọn, so sánh và đề xuất giải pháp tự động phân vùng sự cố lưới phân
phối DAS phù hợp với lưới điện phân phối hiện có.
 Phân tích đặc tính làm việc của các thiết bị tham gia hệ thống DAS.
 Phân tích chế độ làm việc của hệ thống DAS .
 Nghiên cứu các lựa chọn giải pháp thông tin phù hợp với tình trạng lưới điện
phân phối.
 Hiệu quả kinh tế khi ứng dụng DAS.
GVHD: PGS.TS Nguyễn Hoàng Việt

HVTH: Nguyễn Đức Huy


Luận Văn Thạc Sĩ

Trang 4

 Triển vọng áp dụng DAS trên lưới điện Việt Nam.

 Kết luận và hướng phát triển của đề tài.
5. Giá trị thực tiễn của đề tài
Trong bối cảnh hiện nay, Tập Đoàn Điện Lực Việt Nam (EVN) đã và đang
trong tiến trình đổi mới, cải cách ngành điện chuyển sang cổ phần hoá các thành
viên trong Tập đoàn Điện lực và từng bước chuyển sang thị trường điện. Ngành
điện sẽ phải trả chi phí bồi thường cho việc mất điện của khách hàng thì việc nhanh
chóng phát hiện và phân vùng sự cố càng trở nên cấp thiết. Với thực trạng đó và
những yêu cầu về chất lượng điện năng, độ tin cậy cung cấp điện ngày càng tăng
cao của khách hàng thì việc nghiên cứu, áp dụng công nghệ DAS cho lưới điện
phân phối càng trở nên cấp thiết.
Kết hợp với công nghệ tự động hóa trạm (Sustation Automation System - SAS),
đặc biệt với hệ thống thu thập dữ liệu và giám sát có điều khiển (Supervisory
Control And Data Acquisition - SCADA) đã và đang được triển khai ở một số Điện
lực tạo nên một hệ thống tự động quản lý vận hành hoàn chỉnh lưới điện một cách
triệt để và tối ưu hóa chi phí đầu tư.
6. Nội dung luận văn
Ngồi phần mở đầu và kết luận – hướng phát triển của đề tài, nội dung của đề
tài này gồm có các chương sau:
Chương 1: Tổng quan và xu hướng phát triển của lưới điện phân phối.
Chương 2: Các thiết bị bảo vệ chính của lưới điện phân phối.
Chương 3: Mơ hình và nguyên lý hoạt động của hệ thống tự động hóa lưới điện
phân phối.
Chương 4: Truyền thông tin và xử lý sự cố tự động trong lưới điện phân phối.
Chương 5: Đánh giá hiệu quả của việc áp dụng công nghệ DAS.
Chương 6: Thử nghiệm lắp đặt DAS cho lưới điện Cam Ranh có xét đến chỉ
tiêu độ tin cậy.

GVHD: PGS.TS Nguyễn Hoàng Việt

HVTH: Nguyễn Đức Huy

Luận Văn Thạc Sĩ

Trang 5

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VÀ XU THẾ PHÁT TRIỂN CỦA LƯỚI
ĐIỆN PHÂN PHỐI HIỆN NAY
1.1. Tổng quan về lưới điện phân phối
Lưới điện phân phối (LĐPP) có nhiệm vụ chuyển tải điện năng cung cấp trực
tiếp cho các hộ tiêu thụ. Do điều kiện lịch sử để lại, lưới điện phân phối của Việt
Nam đang tồn tại nhiều cấp điện áp khác nhau: 6, 10, 15, 22, 35kV gây khó khăn
trong việc quản lý và vận hành lưới điện. Hiện nay, Tập Đoàn Điện Lực Việt Nam
(EVN) đang từng bước quy hoạch phát triển lưới điện trung áp theo xu hướng quy
về một cấp điện áp chuẩn là 22 kV có trung tính trực tiếp nối đất.
Cũng vì lý do phải điện năng đến tận nơi tiêu thụ nên tổng chiều dài đường dây
phân phối lớn hơn cả mạng truyền tải và có cấu trúc rất phức tạp. Cấu trúc lưới có
đủ các dạng hình tia hoặc mạch vịng kín nhưng vận hành hở, có nhiều nhánh rẽ từ
trục chính và phụ tải nối dọc đường dây (dạng xương cá). LĐPP được phát triển liên
tục theo sự phát triển kinh tế và nhu cầu phụ tải sử dụng điện.
Mạng lưới điện hình tia chỉ gồm một xuất tuyến có máy cắt lộ ra FCB nối tới
đường đây phân phối trên khơng. Suốt dọc tuyến, có nhiều nhánh rẽ cấp 1, cấp 2...
để đưa điện đến các hộ dùng điện có nhu cầu. Khi có sự cố vĩnh cửu trên đường trục
chính của xuất tuyến thì sẽ gây mất điện tồn bộ. Trong khi đó, mạch vịng các xuất
tuyến được liên kết với nhau bằng dao cách ly DS (Disconnector Switch), hoặc thiết
bị nối mạch vòng RMU (Ring Main Unit), dao cắt có tải LBS (Load Break Switch),
máy cắt tự đóng lại REC (Automatic Circuit Recloser). Các thiết bị này vận hành ở
vị trí thường mở. Trong trường hợp cần sửa chữa hoặc sự cố đường dây tải điện,
việc cung cấp điện cho các hộ phụ tải không nằm trong khu vực sự cố được tái xác
lập nhờ chuyển đổi nguồn cung cấp bằng thao tác đóng cắt dao cách ly phân đoạn,

hay phương thức qua các thiết bị nối mạch vòng.
Trong khi hệ thống phân phối hình tia chỉ nên áp dụng cho những khu vực có
mật độ phụ tải thấp như vùng nơng thơn, vùng ven đơ hoặc thị trấn… Hệ thống
mạch vịng thích hợp cho những khu vực trung tâm, có mật độ phụ tải dày và có yêu
cầu cao về chất lượng điện. Tuy nhiên, mạch vòng cũng gây trở ngại cho việc tính
tốn, chỉnh định và phối hợp bảo vệ giữa các relay với nhau.

GVHD: PGS.TS Nguyễn Hoàng Việt

HVTH: Nguyễn Đức Huy


Luận Văn Thạc Sĩ

Trang 6

1.2. Một số đặc điểm của lưới điện phân phối
Lưới điện phân phối có các đặc điểm về thiết kế và vận hành khác với lưới điện
truyền tải. Lưới điện phân phối phân bố trên diện rộng, thường vận hành khơng đối
xứng và có tổn thất lớn hơn. Kinh nghiệm các Điện lực trên thế giới cho thấy tổn
thất thấp nhất trên lưới phân phối vào khoảng 4-5%, trong khi trên lưới truyền tải là
khoảng 2%. Vấn đề tổn thất trên lưới phân phối liên quan chặt chẽ đến các vấn đề
kỹ thuật của lưới điện từ giai đoạn thiết kế đến vận hành. Do đó trên cơ sở các số
liệu về tổn thất có thể đánh giá sơ bộ chất lượng vận hành của lưới điện phân phối.
Trong những năm gần đây, lưới điện phân phối của nước ta phát triển mạnh, các
Công ty Điện lực cũng được phân cấp mạnh về quản lý. Chất lượng vận hành của
lưới phân phối được nâng cao rõ rệt, tỷ lệ tổn thất điện năng đã giảm. Tỷ lệ tổn thất
trên lưới phân phối từ mức cao nhất tại Công ty Điện lực 2 năm 2004 bằng 12% đến
năm 2008 chỉ còn 9,4%. Tỷ lệ tổn thất của Công ty Điện lực Đồng Nai suốt 5 năm
qua ở mức 4% đến 5% gần ở mức thấp nhất. Mặc dù tỷ lệ tổn thất trên lưới điện

phân phối đã giảm đáng kể trong thời gian qua, nhưng mức giảm tổn thất này vẫn
cịn rất khiêm tốn. Chính phủ có quyết định yêu cầu EVN giảm mức tổn thất trên
toàn lưới điện (bao gồm cả lưới truyền tải) xuống mức 11% vào năm 2006 và 9%
vào năm 2010. Thực tế trong 6 tháng đầu năm 2008, mức tổn thất điện năng của
EVN là 11,43%, cao hơn kế hoạch là 0,93%. Như vậy vẫn còn nhiều biện pháp
đồng bộ cần thực hiện để đạt được mục tiêu giảm tổn thất trên lưới điện. Phân tích
các biện pháp giảm tổn thất điện năng cho thấy nếu thực hiện tốt, tổn thất điện năng
trên lưới phân phối có thể hạ thấp đáng kể. Tổn thất trên lưới điện phân phối bao
gồm tổn thất phi kỹ thuật (tổn thất thương mại) và tổn thất kỹ thuật.
Tổn thất phi kỹ thuật (tổn thất thương mại) bao gồm 4 dạng tổn thất như sau:
 Trộm điện (câu, móc trộm).
 Khơng thanh tốn hoặc chậm thanh tốn hóa đơn tiền điện.
 Sai sót tính tốn tổn thất kỹ thuật.
 Sai sót thống kê phân loại và tính hóa đơn khách hàng.
Tổn thất phi kỹ thuật phụ thuộc vào cơ chế quản lý, quy trình quản lý hành
chính, hệ thống công tơ đo đếm và ý thức của người sử dụng. Tổn thất phi kỹ thuật

GVHD: PGS.TS Nguyễn Hoàng Việt

HVTH: Nguyễn Đức Huy


Luận Văn Thạc Sĩ

Trang 7

cũng một phần chịu ảnh hưởng của năng lực và công cụ quản lý của bản thân các
Điện lực, trong đó có phương tiện máy móc, máy tính, phần mềm quản lý.
Tổn thất kỹ thuật trên lưới điện phân phối chủ yếu trên dây dẫn và các máy biến
áp phân phối. Tổn thất kỹ thuật bao gồm tổn thất công suất tác dụng và tổn thất

công suất phản kháng. Tổn thất công suất phản kháng do từ thơng rị và gây từ trong
các máy biến áp và cảm kháng trên đường dây. Tổn thất công suất phản kháng chỉ
làm lệch góc và ít ảnh hưởng đến tổn thất điện năng. Tổn thất công suất tác dụng có
ảnh hưởng đáng kể đến tổn thất điện năng. Thành phần tổn thất điện năng do tổn
thất công suất tác dụng được tính tốn như sau:
∫ ∆ A = ∆ P( t). dt
Trong đó, ∆P(t) là tổn thất cơng suất tác dụng trên đường dây và máy biến áp tại
thời điểm t. Việc tính tốn tổn thất điện năng theo cơng thức trên thơng thường thực
hiện theo phương pháp dịng điện đẳng trị phụ thuộc vào đồ thị phụ tải hoặc theo
thời gian sử dụng công suất lớn nhất. Tổn thất công suất tác dụng bao gồm tổn thất
sắt do dòng điện Foucault trong lõi thép và tổn thất đồng do hiệu ứng Joule trong
máy biến áp. Các loại tổn thất này có các nguyên nhân chủ yếu như sau
 Đường dây phân phối quá dài, bán kính cấp điện lớn.
 Tiết diện dây dẫn quá nhỏ, đường dây bị xuống cấp, không được cải tạo nâng
cấp.
 Máy biến áp phân phối thường xuyên mang tải nặng hoặc quá tải.
 Máy biến áp là loại có tỷ lệ tổn thất cao hoặc vật liệu lõi từ không tốt dẫn đến
sau một thời gian tổn thất tăng lên.
 Vận hành không đối xứng liên tục dẫn đến tăng tổn thất trên máy biến áp.
 Nhiều thành phần sóng hài của các phụ tải công nghiệp tác động vào các
cuộn dây máy biến áp làm tăng tổn thất.
 Vận hành với hệ số cosφ thấp do thiếu công suất phản kháng.
1.3. Các giải pháp kỹ thuật giảm tổn thất trên lưới phân phối
Mục tiêu giảm tổn thất trên lưới điện phân phối chịu tác động của rất nhiều yếu
tố và đòi hỏi nhiều biện pháp đồng bộ. Các biện pháp quản lý, hành chính nhằm
giảm tổn thất thương mại cần thực hiện song song với các nỗ lực giảm tổn thất kỹ

GVHD: PGS.TS Nguyễn Hoàng Việt

HVTH: Nguyễn Đức Huy

Luận Văn Thạc Sĩ

Trang 8

thuật. Có thể liệt kê các biện pháp chính giảm tổn thất kỹ thuật trong lưới điện phân
phối như sau
 Tối ưu hóa các chế độ vận hành lưới điện.
 Hạn chế vận hành không đối xứng.
 Giảm chiều dài đường dây, cải tạo nâng tiết diện dây dẫn hoặc giảm bán kính
cấp điện của các trạm biến áp.
 Lắp đặt hệ thống tụ bù công suất phản kháng đảm bảo hệ số công suất cosφ.
 Tăng dung lượng các máy biến áp chịu tải nặng, quá tải, lựa chọn các máy
biến áp tỷ lệ tổn thất thất thấp, lõi thép làm bằng vật liệu thép tốt, lắp đặt các máy
biến áp 1 pha.
Một số các biện pháp kỹ thuật cần thực hiện trong giai đoạn thiết kế - quy
hoạch hoặc cải tạo, đầu tư xây dựng cơng trình. Tuy nhiên, các biện pháp kỹ thuật
áp dụng trong quá trình vận hành lại là các biện pháp thiết thực và hiệu quả nhất và
thường gặp nhiều khó khăn. Chẳng hạn, phụ tải có đặc điểm biến động theo thời
gian và tăng lên theo khu vực, do đó dung lượng thiết bị bù cơng suất phản kháng
tại các nút sẽ luôn thay đổi chứ không bất biến. Do vậy cần phải xác định lại các vị
trí lắp đặt và điều chỉnh lượng công suất bù trên lưới điện khi cần thiết. Với vị trí
lắp đặt và lượng cơng suất bù tối ưu, có thể giảm từ 5% đến 20% mức tổn thất điện
năng. Vận hành không đối xứng ảnh hưởng đến tỷ lệ tổn thất nhưng việc xác định
và phân tích các phương án vận hành tìm ra phương án tối ưu rất khó khăn. Tương
tự như vậy, hiện nay phụ tải công nghiệp tăng lên đáng kể, thành phần sóng hài của
các phụ tải loại này là nguyên nhân tăng tổn thất điện năng trong các máy biến áp.
Việc phân tích, đánh giá nhằm đưa ra biện pháp giảm các tác động của sóng hài địi
hỏi những phương tiện công nghệ nhất định.

Nâng cao năng lực thông qua các công cụ hiện đại và đồng bộ là một trong
những hướng đi tích cực nhằm đạt được mục tiêu về quản lý vận hành lưới điện
phân phối. Giảm tổn thất điện năng sẽ vẫn là mục tiêu quan trọng của các công ty
Điện lực. Giải pháp phần mềm phân tích lưới điện phân phối là một cơng cụ mạnh
đang được khai thác sử dụng rất hiệu quả tại nhiều công ty Điện lực trên thế giới.
Việc tiếp cận và làm chủ công nghệ là biện pháp hiệu quả giúp nâng cao năng lực
của các kỹ sư thiết kế và vận hành lưới điện.
GVHD: PGS.TS Nguyễn Hoàng Việt

HVTH: Nguyễn Đức Huy


Luận Văn Thạc Sĩ

Trang 9

1.4. Các đặc điểm về sự cố lưới phân phối
Việt Nam nằm trong khu vực nhiệt đới, các điều kiện khí hậu như bão, độ ẩm
cao, nhiễm bẩn, sấm sét, cây cối ngã... đều tạo điều kiện cho sự cố thoáng qua dễ
xảy ra. Trong tổng số sự cố trên lưới điện phân phối, sự cố thống qua chiếm tỉ lệ từ
65-70%, cịn lại 30-35% là sự cố vĩnh cửu. Sự cố thoáng qua chủ yếu do q điện
áp khí quyển gây phóng điện cách điện đường dây hoặc cây cối va quẹt vào các
đường dây đi qua khu vực đồi núi hiểm trở trong mùa mưa bão. Đối với sự cố vĩnh
cửu, nguyên nhân thường là do sự cố thiết bị, trong đó: Sự cố cách điện chiếm ti lệ
36-38%, sự cố máy biến áp 10-12%, máy cắt 3-5%, chống sét 6-8%, máy biến điện
áp và máy biến dòng 2-3%, còn lại là do các nguyên nhân khác như bụi bẩn bám
dính trên bề mặt cách điện dễ gây phóng điện, sự cố tụt áp lực khí các loại máy cắt
SF6 .
1.5. Các điểm chính trong quy trình phân vùng sự cố lưới điện phân phối bằng
phương pháp thủ cơng

1.5.1. Quy trình xử lý sự cố khi chạm đất một pha lưới trung tính cách đất
Khi xảy ra sự cổ chạm đất một pha, relay cảnh báo tín hiệu chạm đất sẽ làm
việc. Lúc này nhân viên trực trạm sẽ xử lý phân vùng chạm đất theo lệnh của điều
độ viên Điện lực theo quy trình [6].
 Cắt lần lượt từng xuất tuyến để xác định xuất tuyến bị chạm đất. Ưu tiên cắt
trước các tuyến đường dây dài, đi qua địa hình phức tạp, thường hay bị sự cố vĩnh
cửu.
 Sau khi xác định được xuất tuyến chạm đất, tiến hành cắt lần lượt các thiết bị
phân đoạn (DCL hoặc các máy cắt) từ xa đến gần để phân vùng sự cố.
 Sau khi đã phân vùng sự cổ, tiến hành kiểm tra xác định điểm sự cố và làm
các biện pháp sửa chữa.
1.5.2. Quy trình xử lý sự cố các xuất tuyến bị ngắn mạch
 Máy cắt gần điểm sự cố nhất về phía nguồn sẽ tác động cách ly điểm sự cố.
 Tiến hành cắt lần lượt các thiết bị phân đoạn (DCL hoặc các LBS) từ xa đến
gần và lần lượt đóng điện lại để phân vùng sự cố. Qui trình hiện hành khơng cho
phép đóng điện lại q 3 lần để phân vùng sự cố.

GVHD: PGS.TS Nguyễn Hoàng Việt

HVTH: Nguyễn Đức Huy


Luận Văn Thạc Sĩ

Trang 10

 Sau khi đã phân vùng sự cố, tiến hành kiểm tra xác định điểm sự cố và làm
các biện pháp sửa chữa.
Thời gian để xử lý cách ly sự cố theo qui trình này thường phụ thuộc rất nhiều
vào trình độ xử lý sự cố của điều độ viên cũng như thời gian triển khai lực lượng đi

thao tác tại các dao cách ly phân đoạn, khoảng cách và địa hình giữa điểm trực thao
tác và các dao cách ly cần phân vùng sự cố.
Việc nghiên cứu ứng dụng DAS nhằm mục đích thay thế cách xử lý truyền
thống này bằng phương pháp xử lý tự động. Ngồi ra, cơng nghệ DAS cịn cho phép
giám sát, thu thập và lưu trữ dữ liệu tại trung tâm điều khiển qua hệ thống máy tính
như một hệ thống SCADA.
1.6. Xu thế phát triển lưới điện phân phối hiện nay
 Lưới điện trung áp đang được quy hoạch phát triển với xu hướng quy về một
cấp điện áp 22 kV có trung tính nối đất trực tiếp.
 Các thiết bị đóng cắt lắp đặt trên LĐPP loại có buồng dập hồ quang bằng
chân khơng, khí SF6 có tính năng vượt trội, thời gian cắt ngắn mạch nhỏ (thời gian
cắt tồn bộ trung bình 60ms), đảm bảo độ tác động nhanh và tin cậy với số chu trình
thao tác lớn.
 Công tơ thông minh được lắp đặt tại các hộ gia đình và các doanh nghiệp cho
phép tính giá theo thời điểm sử dụng, nhờ đó khuyến khích khách hàng bớt sử dụng
điện năng vào giờ cao điểm.
 Các thiết bị bảo vệ sử dụng công nghệ kỹ thuật số có kết cấu gọn nhẹ, có
nhiều chức năng phối hợp. Do đó, việc phối hợp bảo vệ dễ thực hiện hơn.
 Quản lý và kiểm tra thiết bị từ xa giúp kéo dài tuổi thọ những cơ sở hạ tầng
quan trọng và cải thiện công tác dịch vụ khách hàng nhờ lường trước được sự cố.
 Quản lý nhân lực cơ động giúp đẩy nhanh tiến độ và nâng cao độ chính xác
của cơng tác bảo dưỡng và sửa chữa, nhờ xử lý dòng dữ liệu từ các bộ cảm biến
truyền qua trung tâm điều khiển đến các đội sửa chữa có trang bị máy trợ giúp cá
nhân.
 Kết lưới mạch vòng vận hành hở liên lạc giữa hai nguồn hoặc giữa hai tuyến
của cùng một nguồn được sử dụng phổ biến. Việc sử dụng các thiết bị mới để tự
động hóa mạch vịng trong LĐPP cũng là một vấn đề đang được quan tâm.
GVHD: PGS.TS Nguyễn Hoàng Việt

HVTH: Nguyễn Đức Huy

Luận Văn Thạc Sĩ

Trang 11

1.7. Xu thế phát triển tự động hoá lưới điện phân phối
Sự phát triển của kỹ thuật và cơng nghệ hiện đại, các thiết bị đóng cắt hiện nay
được chế tạo những tính năng vượt trội so với các thiết bị đóng cắt kiểu cũ là có
thời gian cắt nhanh, độ tin cậy cao. Ngồi ra, relay kỹ thuật số với nhiều chức năng
tích hợp, khả năng kết hợp vào hệ thống SCADA để kiểm soát và điều khiển toàn
bộ hoạt động của hệ thống bảo vệ đã tạo điều kiện cho việc tự động hoá lưới điện
phân phối (TĐH-LĐPP).
Xu thế TĐH-LĐPP đang được ứng dụng rộng rãi và phù hợp với xu thế phát triển
của các nước trên thế giới. Vì vậy, tự động hóa được xem là một phần không thể
thiếu trong LĐPP do nó mang lại các hiệu quả sau
 Giảm được tổn thất trong LĐPP do định được những phương thức vận hành
tối ưu.
 Tăng độ tin cậy cung cấp điện nhờ xác định kịp thời, chính xác cũng như
cách ly được vùng sự cố.
 Công tác điều độ vận hành được thuận lợi hơn.
 Chi phí vận hành lưới điện giảm xuống đáng kể.
Sự tối ưu hóa LĐPP bằng việc thu thập dữ liệu trong thời gian thực (real-time)
để cung cấp những thơng tin tức thời và định lại cấu hình lưới là ứng dụng cần thiết
của TĐH - LĐPP. Công nghệ mới đã giúp cho TĐH có được tiến bộ nhanh chóng
trong các thuật tốn phát hiện sự cố để cô lập, giảm thời gian mất điện, kết hợp việc
cân bằng phụ tải và đóng cắt lưới. TĐH-LĐPP đã tiến một bước mới, kết hợp tính
năng điều khiển với thơng tin.
Đến nay, TĐH-LĐPP đang được ứng dụng theo hai hướng, đó là:
 Hệ thống TĐH tập trung (Centralized Automation)

Hình 1.1. Hệ thống tự động hóa theo hướng tập trung
GVHD: PGS.TS Nguyễn Hoàng Việt

HVTH: Nguyễn Đức Huy


Luận Văn Thạc Sĩ

Trang 12

 Hệ thống TĐH phân tán (Decentralized Automation)

Hình 1.2. Hệ thống tự động hóa theo hướng phân tán
 Tự động hóa theo hướng tập trung
Hệ thống có sự vận hành thơng minh, tồn bộ các phần tử trên lưới đều do một
trung tâm điều hành. Loại này địi hỏi một hệ thống thơng tin mạnh, tin cậy làm cơ
sở cho việc thu nhận, xử lý thông tin trong LĐPP và việc điều khiển dựa trên các
thiết bị tại trạm đối với yêu cầu bảo vệ.
Một ví dụ đơn giản như hình 1.3 gồm một xuất tuyến với MC đầu xuất tuyến và
một số DCL cắt tải ở các phân đoạn. Trong vận hành mọi thông tin tại MC cũng
như các DCL đều được thu nhận và đưa về xử lý tại trung tâm, các lệnh thao tác
đóng cắt MC hay DCL ở tình trạng làm việc bình thường hay sự cố đều xuất phát
thống nhất từ trung tâm điều khiển để có được một chế độ vận hành tối ưu nhất.
Khi có sự cố ở một phân đoạn sau DCL, trung tâm sẽ nhận biết và xử lý theo trình
tự
 Cắt MC.
 Cắt DCL ở phân đoạn tương ứng.
 Đóng lại MC để phục hồi tuyến hoặc cấp điện từ một nguồn khác theo tính
tốn tối ưu.

Hình 1.3. Tự động hóa tập trung
GVHD: PGS.TS Nguyễn Hồng Việt

HVTH: Nguyễn Đức Huy


Luận Văn Thạc Sĩ

Trang 13

 Tự động hóa theo hướng phân tán
Sử dụng tính thơng minh tại chỗ để cách ly phân đoạn bị sự cố, độc lập với hệ
thống thông tin. Việc sử dụng các Recloser trong LĐPP độc lập với hệ thống thông
tin cho phép cô lập sự cố tự động và cải thiện độ tin cậy trong cả trường hợp sự cố
tạm thời hay xác lập. Mục đích của thơng tin trong hệ tự động hóa phân tán (TĐHPT) là cung cấp trị số đo lường hệ thống cần thiết và thu thập dữ liệu trên cơ sở thời
gian thực để có được tối ưu hóa hệ thống lưới điện trong tình trạng làm việc bình
thường hay q độ sau sự cố. Thơng tin cũng có thể được dùng để hỗ trợ trong việc
khôi phục lại hệ thống đã định sẵn theo hình 1.4

Hình 1.4. Tự động hóa phân tán
Khi có sự cố tại điểm N thì Recloser 2 sẽ được cắt ra cô lập điểm sự cố để duy
trì trạng thái làm việc bình thường cho hai phân đoạn còn lại. Hệ TĐH - PT còn bao
gồm hoạt động tự động của một hay nhiều Recloser và bao gồm cả việc sử dụng
MCPĐ trong mạch vòng.
1.8. Một số đặc điểm chính của hai loại tự động hóa
1.8.1. TĐH tập trung
 MC đầu xuất tuyến tại trạm biến áp được sử dụng để cắt ngắn mạch cho toàn
xuất tuyến.
 Toàn bộ xuất tuyến đều bị mất điện trong thời gian ngắn.

 Độ nhạy của BV dòng pha và chạm đất xác định bởi trị số chỉnh định của BV
tại MC và đôi lúc không đạt yêu cầu.
 Hệ thống thơng tin phải có độ tin cậy 100% để đảm bảo Trung tâm điều độ
điều khiển mọi thao tác trong xử lý sự cố.
 DCL chỉ được mở ra trong thời gian đường dây mất điện hay chỉ có dịng
phụ tải bé.

GVHD: PGS.TS Nguyễn Hồng Việt

HVTH: Nguyễn Đức Huy