Nghiên cứu ứng dụng lý thuyết mạng nơron để xác định vị trí sự cố trên đường dây tải điện

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP

LÊ KIỀU LINH

NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG LÝ THUYẾT MẠNG NƠRON ĐỂ
XÁC ĐỊNH VỊ TRÍ SỰ CỐ TRÊN ĐƯỜNG DÂY TẢI ĐIỆN

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC
KỸ THUẬT ĐIỆN

Thái Nguyên - Năm 2020


ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP

LÊ KIỀU LINH

NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG LÝ THUYẾT MẠNG NƠRON ĐỂ
XÁC ĐỊNH VỊ TRÍ SỰ CỐ TRÊN ĐƯỜNG DÂY TẢI ĐIỆN
CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN
MÃ SỐ: 8.52.02.01

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC
KỸ THUẬT ĐIỆN

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
TS. ĐỖ TRUNG HẢI

Thái Nguyên - Năm 2020

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập – Tự do – Hạnh phúc
BẢN XÁC NHẬN CHỈNH SỬA LUẬN VĂN THẠC SĨ
H và tên tác gi lu

Lê Ki u Linh

Nghiên c u ng d ng lý thuy t m

tài lu

v trí s c

ng dây t

Chuyên ngành: K thu

nh

n.

n.

Mã s : : 8.52.02.01
Tác gi , Cán b
gi

ng d n khoa h c và H

a ch a, b sung lu

ng ch m lu

nh pH

n tác

ng ngày 04/10/2020 v i

các n i dung sau:
- S a sai sót v thu t ng , l i chính t , format, in n.
- S a l i k t lu

t lu n chung c a lu

h
- B sung thêm các danh m c hình v , b ng bi u.
20
Cán bộ hướng dẫn

Tác giả luận văn

TS. Đỗ Trung Hải

Lê Kiều Linh

CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG

PGS.TS. Nguyễn Hữu Công

i


LỜI CAM ĐOAN

u c a riêng tôi, các s li u, k t qu
nêu trong lu

c và là cơng trình nghiên c u c a riêng tôi, lu

này không gi ng hoàn toàn b t c lu
Ngoài các tài li u tham kh
ph ng, th i gian th c hi

is

c trích d n, các s li u và k t qu mô
ng d n c a Ti n s

Trung H i.
Tác giả luận văn

Lê Kiều Linh

ii


MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN ......................................................................................................... ii
MỤC LỤC .................................................................................................................... iii
DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT ..............................................vi
DANH MỤC CÁC BẢNG.......................................................................................... vii
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ .................................................................. viii
MỞ ĐẦU .........................................................................................................................1
1. Tính c p thi t ...........................................................................................................1
2. M

u ...............................................................................................1

3. Nhi m v nghiên c u ..............................................................................................1
ng và ph m vi nghiên c u ...........................................................................1
u .........................................................................................1
6. N i dung lu

...................................................................................................2

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐỊNH VỊ SỰ CỐ TRÊN
ĐƯỜNG DÂY TRUYỀN TẢI ĐIỆN ...........................................................................3
tv

.............................................................................................................3

1.2. M t s

nh v trí s c ............................................................3
a trên tr

ng m t phía)[11,12].......3

................................................................4

..........................................................................6
i ti n .............................................................7
ng t hai phía [13,14] ...................................................8
pháp

nh v s c d a trên nguyên lý sóng lan truy n t

m s

c .............................................................................................................................9
nh v s c d a trên nguyên lý sóng lan truy n t

u

ng dây..............................................................................................................10
1.3. K t lu

..............................................................................................10

CHƯƠNG 2. NGHIÊN CỨU Q TRÌNH TRUYỀN SĨNG TRÊN

ĐƯỜNG

DÂY TẢI ĐIỆN ...........................................................................................................11
ng dây truy n t

n [2,4] ...........................................................11
iii

2.2. Nguyên lý lan truy

ng dây [4,6] ...............................................13

2.2.1. T ng tr sóng ZC .........................................................................................13
2.2.2. H s truy n sóng .....................................................................................14
2.2.3. V n t c truy n sóng v .................................................................................14
2

nt

ng dây t

2.3.1. Sóng lan truy

n khơng s c [3,4] ....................................15
ng dây khơng có s c v i t i cu

ng dây

thu n tr ................................................................................................................17
2.3.2. Sóng lan truy

ng dây khơng có s c v i t i cu

ng dây

d ng (R nt L): ........................................................................................................17

2.3.3. Sóng lan truy

ng dây khơng có s c v i t i cu

ng dây

d ng (R|| L): ..........................................................................................................18
2.3.4. Sóng lan truy

ng dây khơng có s c v i t i cu

ng dây

d ng (R ||C): ..........................................................................................................19
2.3.5. Sóng lan truy n trên

ng dây khơng có s c v i t i cu

ng dây

d ng (R nt C):........................................................................................................20
nt
2.5. K t lu

ng dây t

m s c ....................................20

..............................................................................................21

CHƯƠNG 3. ỨNG DỤNG LÝ THUYẾT MẠNG NƠRON ĐỂ XÁC ĐỊNH VỊ
TRÍ SỰ CỐ TRÊN ĐƯỜNG DÂY TRUYỀN TẢI ĐIỆN .......................................22
3.1. Phân tích ph b ng Wavelet [1,9] ......................................................................22
3.1.1. Thu t tốn Wavelet phân tích sóng ph n h i..............................................24
3.1.2. Các y u t
th

ng t

chính xác c

nh

m sóng ph n h i. .......................................................................................27

3.2. M

và ng d

hi u ch nh th

m sóng ph n h i [1,10]....27

3.2.1. Quy t c suy lu n m ng TSK .......................................................................27
3.2.2. Mơ hình m

TSK ....................................................................29

3.2.3. Thu t tốn h c c a m

TSK ...................................................31

3.2.4. Kh i t o m

c .....................................................35

3.2.5. Thu t toán phân c m tr m .......................................................................35
3.2.6. M
3.3. K t lu

hi u ch nh th

m sóng ph n h i ....................................37

..............................................................................................39
iv


CHƯƠNG 4. CÁC KẾT QUẢ TÍNH TỐN VÀ MƠ PHỎNG..............................40
4.1. Ph n m m Matlab-Simulink trong mô ph ng h th

n [8] .......................40

n Sources ........................................................................................40
n hi n th Sinks ...............................................................................42
n SimPowerSystems .......................................................................42
n ngu n ...........................................................................................43
n Elements ......................................................................................44
4.2. Mô ph ng sóng lan truy

nh v n t c truy n sóng

...................................................................................................................................47
4.2.1. Mơ hình mơ ph ng ......................................................................................47
4.2.2. K t qu mơ ph ng .......................................................................................49
4.3. Mơ ph ng sóng lan truy

ng dây

ng dây

có s c ......................................................................................................................51
4.3.1. Mơ hình mơ ph ng ......................................................................................51
4.3.2. K t qu mô ph ng m t s lo i s c khác nhau .........................................51
4.3.2.1. Ng n m ch 1 pha .................................................................................51
4.3.2.2. Ng n m ch 3 pha ch

t .................................................................53

4.3.2.3. Ng n m ch 2 pha ch

t .................................................................54

4.4. K t qu hi u ch nh sai s v trí s c b ng m
4.5. K t lu

...........................56

..............................................................................................60

KẾT LUẬN ..................................................................................................................61
TÀI LIỆU THAM KHẢO...........................................................................................62
PHỤ LỤC 1: CHƯƠNG TRÌNH HUẤN LUYỆN MẠNG NEURON ...................64
PHỤ LỤC 2: CHƯƠNG TRÌNH KIỂM TRA MẠNG NƠRON ............................75

v


DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT
Ý nghĩa

Ký hiệu
R0

n tr trên m

L0

n c m trên m

H0

n dung trên m

G0

n d n trên m

Vref
Vinc

V

Sóng tín hi u

Lfault
Rf

chi

/km

ng dây

chi

H/km

ng dây

chi

F/km

ng dây

S/km
V

n áp m t chi

Vinc (sóng

t i)
V n t c truy

ng dây truy n t

n
Chi

n

V
Km/s
A

ng dây

km

Chi u dài t

ms c

km

n tr s c

IF
ZL

ng dây

n áp ph n h i

Sóng tín hi

I
l

chi

Đơn vị

ns c
T ng tr c

A
ng dây

h s khúc x
h s

ph n x

vi


DANH MỤC CÁC BẢNG
B ng 1: K t qu

nh v trí s c khi ng n m ch 1 pha ch

t ..........................53

B ng 2: K t qu

nh v trí s c khi ng n m ch 3 pha ch

t ..........................54

B ng 3: K t qu

nh v trí s c khi ng n m ch 2 pha ch

t ..........................56

B ng 4: K t qu

nh v trí s c khi ng n m ch 1 pha ch

t ..........................59

sau khi s d ng m
B ng 5: K t qu
sau khi ch y qua m
B ng 6: K t qu
sau khi s d ng m

hi u ch nh sai s .........................................................59

nh v trí s c khi ng n m ch 3 pha ch

t ..........................60

hi u ch nh sai s .......................................................60
nh v trí s c khi ng n m ch 2 pha ch

t ..........................60

hi u ch nh sai s .........................................................60

vii


DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ
minh h a s c

ng dây truy n t i s d

n

........................................................................................................................5
Hình 1.2. Minh h a

n m t pha hai ngu n ...........6

nguyên lý c
Hình 1.4

thay th c

ng dây b s c v i hai ngu n c p ...........................8
ng dây s c ................................................................8

Hình 1.5. S lan truy n và ph n x c

ng dây ......................10

ng dây truy n t i hình PI m t pha ............................................11
Hình 2.2. Mơ hình m

ng dây truy n t i hình PI ba pha ......................12

Hình 2.3. Mơ hình Peters

gi i bài tốn truy n sóng ........................16
a m ch có t i thu n tr ............................17

Hình 2.5. Mơ hình

a m ch có t i R n i ti p L .......................17
a m ch có t i thu n R song song L .........18
a m ch R song song C ............................19
a m ch R n i ti p C ................................ 20

Hình 3.1. M t s
Hình 3.2. C

n..............................................................................24
c liên ti p phân tích m t tín hi

u thành các thành

ph n chi ti t và x p x ....................................................................................................25
Hình 3.3. M

TSK.....................................................................................30

Hình 3.4. Thu t tốn h c m ng TSK .............................................................................33
Hình 3.5. D

ng dây khi s c 3 pha ......................................38

Hình 3.6. Hình nh phóng to tín hi

ng dây

hình bên .................................38

Hình 3.7. Minh h a v vi c trích 20 m u giá tr t c th i xung quanh th
làm d li

m to

...................................................................................38
n các kh i ngu n ...............................................................................40
n các kh i hi n th .............................................................................42
n công c mô ph ng SimPowerSystems ...........................................43
n các kh i ngu n trong SimPowerSystems .......................................43
n Elements trong SimPowerSystems ................................................44

t thông s

ng dây thông s d i ......................................45

t thông s cho máy c t 3 pha ....................................................45
t thông s cho c ng k t n i ........................................................46

viii


n các kh

ng ...........................................................................46

Hình 4.10. Mơ hình các kh

ng..........................................................................47

Hình 4.11. Mơ hình ngu n phát xung m t chi u 3 pha .................................................48
Hình 4.12. Mơ hình mơ ph

nh các thành ph n sóng lan truy n và ph n x

ng dây 3 pha khơng có s c

gi

ng dây v i ngu n phát xung 1 chi u

.......................................................................................................................................48

Hình 4.13. D

ng dây khi t i thu n tr Rtai=100( ) ...............49

Hình 4.14. D

ng dây khi t i R || C ( Rtai=100( ), C=1µF). ...49

Hình 4.15. D

ng dây khi t i R nt L (Rtai=100( ), L=10mH .50

Hình 4.16. Tín hi

c khi khơng có s c và hình nh phóng to

tín hi u ph n x v t cu
Hình 4.17.

mơ ph

Hình 4.18. D
Rfault=20

ng dây khi s
ng dây khi s
ng dây khi s

c 3 pha t i v trí l=20km,

và Lfault=1mH ..............................................................................................54
ng dây khi s

c 2 pha t i v trí l=20km,

và Lfault=0 ....................................................................................................55

Hình 4.23. D
Rfault=20

c 3 pha t i v trí l=20km,

và Lfault=0 ....................................................................................................53

Hình 4.22. D
Rfault=20

c 1 pha t i v trí l=20km,

và Lfault=0,1mH. ..........................................................................................52

Hình 4.21. D
Rfault=20

c 1 pha t i v trí l=20km,

và Lfault=0 ....................................................................................................52

Hình 4.20. D
Rfault=20

ng dây s c ...............................................................51
ng dây khi s

Hình 4.19. D
Rfault=20

ng dây ..........................................................................50

ng dây khi s

c 2 pha t i v trí l=20km,

và Lfault=1mH ..............................................................................................55
th

u ra c a m ng TSK .........................................................58

th sai s gi a k t qu h c và d li
th

u vào .......................................58

u ra k t qu ki m tra c a m ng TSK ......................58

th sai s gi a k t qu ki m tra và d li

ix

u vào ...............................59

MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết
H th

n là m t h th ng ph c t p trong c c u trúc và v n hành, khi x y ra

s c b t k m t ph n t nào trong h th
n, ch

ng

n

u

tin c y cung c p

và gây thi t h i l n v kinh t .

Có nhi u nguyên nhân gây ra s c

ng dây truy n t

n b già hóa, cây c
l

n có th do sét
ng dây có chi u dài

a hình ph c t p d n t i khi s c x y ra q trình tìm ki

nh v

trí s c m t r t nhi u th i gian, d n t i th i gian x lý s c lâu
trình liên t c cung c

ng t i quá

n.

góp ph n rút ng n th i gian phát hi n v trí s c ,
d ng lý thuy t m

nh v trí s c

Nghiên c u ng
ng dây t

n là c n

thi t.
2. Mục đích nghiên cứu
Nghiên c u tìm hi u q trình sóng lan truy

ng dây truy n t

d a trên phân tích sóng ph n h i t v trí s c v
ng dây truy n t

n,

nh v s c trên

n.

3. Nhiệm vụ nghiên cứu
c nh ng ki n th c, nh
thuy t m

ng d

nh s c

ng dây truy n t

n.

4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
Phát hi n v trí s c
ng d ng lý thuy t m

ng dây truy n t

n 110 Kv khơng phân nhánh.

phân tích sóng ph n h

nh v trí s

c .
5. Phương pháp nghiên cứu
Nghiên c
Xây d ng mơ hình mơ ph

ms c c
ki

n b ng mơ hình tốn.
t qu nghiên c u lý

thuy t.

1


6. Nội dung luận văn
ng quan v
t

nh v s c

ng dây truy n

n.
u quá trình truy
ng d ng lý thuy t m

dây truy n t

ng dây truy n t
nh v trí s c

n.
t qu tính tốn và mơ ph ng

2

n.
ng


CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐỊNH VỊ SỰ CỐ TRÊN
ĐƯỜNG DÂY TRUYỀN TẢI ĐIỆN
1.1. Đặt vấn đề
ng dây truy n t

cs d

n các trung tâm ph t i. Nh

truy n t

u ph

l i tr ng thái làm vi

u khi n, s c do v n hành...

c phát hi n, cô l p và s a ch a. Vi c khôi ph c
ng c

nhanh nh t n u bi

n

ng dây này trong q trình truy n t

có th x y ra s c do thiên tai, thi t b b s c , s c
Các d ng s c

các ngu

ng dây b s c ch có th

c chính xác v trí s c ho

c ti n hành

cg

v trí s

c .
Th i gian s c kéo dài d
trong h th ng

n thi t h

v kinh t , gây m t

y vi c nhanh chóng phát hi

ph c nh ng s c là r t quan tr ng trong vi
th

nh

nh v , cô l p và kh c

m b o ch

làm vi c tin c y c a h

n.
Th i gian ph c h i l i tr ng thái làm vi

c bao g m c th

ng c

tìm v trí s c . T

ng dây b s

ng chính xác v trí s c

giúp gi m thi u th i gian kh c ph c s c .
Hi n nay m t s

ng dây truy n t

Th c t cho th y ch

nh v

v trí v i m t m c sai s
nh v s c
s c

n

c trang b b o v kho ng cách.

ms c

b o v kho ng cách báo

i l n (có th t

ng dây truy n t i

n hàng ch

,

ts

phát hi n

c quan tâm nghiên c u và phát tri n.

1.2. Một số phương pháp xác định vị trí sự cố
1.2.1.

a trên tr kháng

ng m t phía)[11,12]

a trên tr kháng, s v n hành c
thu c r t nhi
c r t cao.
th

n tr s c và không hi u qu

ng cách ph
ng h

ng tr yêu c u tr kháng ng n m ch ph i g n b
c k t qu

ng v trí s c

c chính xác.

3

n tr s

có


a trên tr kháng có th

t

u ph thu c vào s
d li

ng các thi t b

u cu i mà t

c thu th

ng tr
thu

c

n tr ng n m

c dùng ph bi n nh
thu t s

t trong tr m bi

ng cách k

b ov

khi x y ra s c

u

ng dây. Ngoài tr kháng,

i các thông s s c trong b n ghi c

ng s c , vùng s c , v trí s c , giá tr t c th i c
quanh th

m s c ... Vi

n xung

nh v s c b

ng cách trong th c t

còn g p nhi u sai s do nh

ng c

n s làm vi c c a b ph n kho ng cách,
ng c a t n i dây máy bi n áp,
và máy bi

ng c a tr m trung gian,

ng c a sai s máy bi

n áp (BU), sai s c

giá tr hi u d

n (BI)

n t do gây ra khi tính tốn các
ng c a các b l c s , sai s do các b chuy

AD, sai s c a các thi t b
n

n tr

do vi

t và ch

i b các thành ph n tín hi u bi n thiên nhanh d n t i m

ph n thơng tin trong tín hi u..., t
kho

i

n vi c xác

t

nh v trí s c c

c chính xác.

1.2.1.1.
Các giá tr

c

tính toán tr kháng c

nv

ng dây s

ms c

cs d
c bi u di n theo

(1.1)
T
- UA

n áp t

- IA:
- Uf

u ngu n A; ZL: t ng tr c

n ch y ra t
: kho

ng dây.

u ngu n A.
n v trí s c tính t

u ngu n A.

n áp s c .
(1.2)

4


T
- If

ns c .

- Rf

n tr s c

c minh h
IA

ZA

~

Z
B

lsuco.Z

Ngu n A

Hình 1.1.

(l-lsuco).Z
If

ng
n áp và
n

Ngu n B

Rf

f

minh h a s c

Khi tr kháng c

~

ng dây truy n t i s d

ng dây trên m

n

chi

t, kho ng cách s c

nh:

(1.3)

T
- Rf

n tr s c .

- If

ns c .
chính xác c a
ng c

do s
tr

M ts

ng pháp này ch u
n tr t

ng dây b

ng c a các thông s sau:

m s c : Khi x y ra s c

n, h

n hình thành trên chu i s có tính ch

n tr h

m trong m

c pha -

ng h p s c thông qua v t trung gian thì chính giá tr
n tính chính xác c
ng c a dòng t

gi
c
pha c

c bi t là s c m t pha

nh v s c .
n

coi x p x b ng góc l ch pha

ng dây trong ch
n áp trong ch

t.

n tr c a các v t

c s c : Góc l ch pha

ng dây khi x y ra s c g

n

v

ng l i ph thu c vào m

5

ng. M t khác, góc l ch
t ic

ng dây,

vì v y

i nt

ng dây có

nm

chính xác c a phép

nh v s c .
1.2.1.2.
n c các tín hi

c khi xu t hi n s c và sau khi xu t

hi n s c

so v
mb t

ng c a dòng t i.

minh h
lsuco
IA . I

ZA

~

ng c
:

A

ZB

lsuco.Z

Ngu n A

UA
U

~

(l - lsuco).Z

nh v
s c

A

Ngu n B
If

Rf U f

Hình 1.2. Minh h
n tr s c

n tr s c và làm gi m nh

n m t pha hai ngu n
c tính tốn theo bi u th c:
(1.4)

Kho

n v trí s c tính t

u ngu

nh theo bi u th c:
(1.5)

T ng tr c

ng dây:
(1.6)

T
- UA

n áp t

- ZL: t ng tr c
- IA

- ZC: t ng tr

u ngu n A.
ng dây.

n ch y ra t

u ngu n A.

c tính.

6


- : h s lan truy n.
- Rf
-

n tr s c .
: kho

n v trí s c tính t

-

u ngu n A.

n x p ch ng, là s chênh l ch gi

ns c

n

cs c .
-

n áp x p ch ng, là s chênh l ch gi

n áp s c

cs

c .
-

nh ph c liên h p c a

.

1.2.1.3.
i ti

cg

th t

u d li

n th t khơng thay vì x p ch ng dị

n
c s c vì nó s d ng dịng

n c a s c ch

t. V trí s c trong

nh:
(1.7)
T
- IR

n th t không,

-

liên h p ph c c a

n th t không.

- Z1L: t ng tr th t thu n c
- UA

n áp t

- IA
-

n th t không.

n ch y ra t
: kho

ng dây.
u ngu n A.

u ngu n A.
n v trí s c tính t

u ngu n A.

Nh n xét:
không c n ph

m n i b t c

n, d l

ng b gi a các thi t b

l n b i các ngu n nhi

b

m là d b
i x ng c

ph n th t không hay c a h c m gi

ng dây.

7

ng dây,

t,
ng

ng c a thành


-

kagi ít

ng c

n ph i bi
th

n tr s c và

c các thơng s c

ng c a dịng t i
n pha s c

c

m xu t hi n s c . Các sai l ch trong các thông s này s t o thành sai s l n

trong vi

ng v trí s c .

-P

i ti n không c n dùng giá tr c
i ph

c góc pha c

cs c

n th t

t ngu n

sai s l n c
1.2.2.

ng t hai phía [13,14]
ng tín hi u t

ng dây yêu c u tín hi u ph

ng b t c

chính xác cao
ng t m t phía vì không b

ng c

c

ng c a t ng tr ngu n

n tr s c . Xét s c x y ra cách tr m A m t kho ng là x

Hình 1.3.

nguyên lý c

thay th

ng dây b s c v i hai ngu n c p

n (b qua t ng d n) c

ng

ng h p

s c

Hình 1.4.
n

,

thay th c
n áp

m t th i gian:

8

ng dây s c
,

o t i hai tr

ng b v


(1.8)
(1.9)
T

: ZD là t ng tr c

n

ng dây AB.

Tr
(1.10)
Kho

ms c

nh:
(1.11)

áp d ng cho m
d ng s c mà l a ch n t h
t m t pha

ng h p s c . Tuy nhiên, tùy theo
n áp thích h p. Ví d , v i s c ch m

n áp là c

n ph i

bù thành ph n th t không. Trong th c t , r
không c

n kháng th t

c tính tốn h s bù dịng th t khơng s khơng chính

xác và gây sai s .
1.2.3.

pháp

nh v s c d a trên nguyên lý sóng lan truy n t

Khi s c x y ra t i m

ng dây t

n, s

t bi n v

t bi n này s lan truy
v hai phía v i t
t im

lan truy n sóng x p x t

ng dây s g

ms c

ng dây c

ánh sáng. Khi sóng lan truy

u ki

t ph n c a sóng này s

ph n x tr l i và m t ph n ti p t c lan truy

p.

bi u di n quá trình ph n x , khúc x c a các sóng lan truy n th hi n trên

hình v . D a theo chênh l ch th i gian gi a tín hi
cv

ct

ms c b
(1.12)

T
x - kho
l - t ng chi

ms c ;
ng dây;

c - v n t c ánh sáng.

9


Hình 1.5. S lan truy n và ph n x c

ng dây

mc
- Ph i có các thi t b ghi tín hi

ng b th i gian v

chính xác cao,

ch m t s sai l ch r t nh v th i gian có th d n t i sai s l n v kho ng cách tính
c.
- Thi t b ghi tín hi u s c ph i có t n s l y m u r

có th ghi nh n các

tín hi u xung ph n x .
Ph n m m ph i có kh
mong mu

ng b hóa tín hi u, l c nhi u và trích xu t tín hi u

c bi t v i các s c gây ra do sét có th gây các nhi

ng

nt

nh

chính xác c a phép l c tín hi u.

1.2.4

nh v s c d a trên nguyên lý sóng lan truy n t

ng

dây

S d ng m t m ch ph

ng dây b s c ,

ta ti n hành ghi l i các tín hi u ph n h i. D a trên vi c phân tích tín hi u ph n
h i ta có th

cv

s c và c a t i cu

t s thơng s c

m

ng dây.
ul

pháp d a trên sóng lan truy n t
c n ph

ng dây, c

m so v
m s c do s d ng thi t b

ng tr
m

u nên không

ng b v th i gian.

1.3. Kết luận chương 1
Qua phân tích
ng dây truy n t

trên ta th y có nhi

nh v trí s c trên

n. M

m riêng, lu n
nh v s c d a trên nguyên lý sóng lan truy n t

ng dây.

10

u


CHƯƠNG 2. NGHIÊN CỨU Q TRÌNH TRUYỀN SĨNG TRÊN

ĐƯỜNG

DÂY TẢI ĐIỆN
2.1. Mơ hình đường dây truyền tải điện [2,4]
iv

ng dây truy n t

n tr

nc

ng dây. M t mơ hình g

c phân b

u

ng dây v i tham s phân b b ng cách

x p ch ng m t vài ph n có d ng hình PI gi ng

Hình 2.1.

hình v .

ng dây truy n t i hình PI m t pha

Trong mơ hình hình PI, s ph n t hình PI

c s d ng ph thu c vào d i t n s

nh t công th c:
(2.1)
Tr

- N là s ph n t hình PI.
- v là v n t c truy n sóng (km/s)
, v i L (H/km), C (F/km).
- l là chi u dài dây (km).
V

n ng n thông s RLC c a m

c tính

(2.2)

- lsec là chi u dài m

n hình PI

- r0

n tr trên m

- l0

n c m trên m

- C0 (F/km) là

n dung trên m

chi u dài
chi u dài

chi u dài.

11


Mơ hình

ng dây hình PI ba pha v i các tham s trong m

hình v .

Hình 2.2. Mơ hình m

ng dây truy n t i hình PI ba pha

T
- Rs

n tr c

ng dây ba pha.

- Rm là

n tr h c m c

ng dây ba pha.

- Ls

nc mc

ng dây dây ba pha.

- Lm là

nc mh c mc

- Cp

n dung gi a các pha.

- Cg

n dung gi a pha v

ng dây dây ba pha.

t.

Các thông s th t thu n và th t không c
R1

r1 l sec k r1

L1

l1 l sec k l1

C1

c1 l sec k c1

R0

r0 l sec k r0

L0

l0 l sec k l0

Co

c0 l sec k c0

(2.3)

T
- r0

n tr th t không trên m

chi u dài.

-

n tr th t thu n trên m

chi u dài.

- l0 (H/km)

n c m th t không trên m

chi u dài.

- l1 (H/km)

n c m th t thu n trên m

chi u dài.

- c0 F/km)

n dung th t không trên m

chi u dài.

- c1 (F/km)

n dung th t thu n trên m

chi u dài.

12


- lsec là m

n hình PI.

- kr1, kl1, kc1, kr0, kl0, kc0 là các h s
iv
g

u ch nh.

ng dây ng n, các h s
ng nh t

iv

u ch nh này

i

ng dây dài, nh ng h s này ph

ng dây chính xác

t ns

c tính

nh.

Các thơng s R,L,C c a m

Rs
Ls

Cp
Rm
Lm
Cg

2R1 R 0
3
2L1 L 0
3
C1
R0

(2.4)

R1
3

L0

L1
3

3C1 C0
C1 C0

2.2. Nguyên lý lan truyền sóng trên đường dây [4,6]
Sóng lan truy

ng dây bao g m:

- Sóng thu n u+(x,t)
c u-(x,t)

-S
Các thông s

truy

ng dây dài bao g m:

- T ng tr sóng ZC
-H s t t
- H s pha
- V n t c truy n sóng v
2.2.1. T ng tr sóng ZC
T ng tr sóng c
nc

ng dây là m i quan h gi

n áp và sóng dịng

ng dây. ZC ph thu c vào các thông s c

ng dây (R0, L0, C0, G0),

ph thu c vào t n s

nh.

13


ZC

Z0
Y0

R0
G0

j L0
j Go

Z0 e j

(2.5)

2.2.2. H s truy n sóng
ng dây, chúng ph thu c vào các
thông s

nc

ng dây và t n s .
j

(2.6)

ZY

T
-

[nep/km] là h s t t (h s suy gi m c

-

[rad/km] là h s pha (

).

biên thiên góc pha c a sóng khi truy n d

ng

dây).
2.2.3. V n t c truy n sóng v
Sóng thu

c lan truy n v i v n t

v
T

2

f

(2.7)

f

c sóng, f là t n s .
ng dây trong th c t

so v

ng có giá tr

nc

thành ph

nh

ng dây dài
n tr c

ch

ng dây, ta có các thơng s truy

sau:
- T ng tr d c: Z0

j L0

- T ng d n ngang: Y0

j C0
Z0 Y0

- H s truy n sóng:

j

L 0 C0

0;

- H s suy gi m:
- H s pha:

n tr

L 0 C0
1

- V n t c truy n sóng: v

- T ng tr sóng: ZC

L 0 C0

L0
C0

n tr thu n.

14

nd

ng r t nh

truy n sóng, n u b qua
c xác