Luận văn Thạc sĩ Khoa học: Nghiên cứu nâng cao chất lượng của bảo vệ khoảng cách và định vị sự cố bằng rơle kỹ thuật số

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP

NGUYỄN XUÂN TRUNG

NGHIÊN CỨU NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG CỦA BẢO VỆ KHOẢNG
CÁCH VÀ ĐỊNH VỊ SỰ CỐ BẰNG RƠLE KỸ THUẬT SỐ

LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC
Ngành: Kỹ thuật điện
Mã ngành: 8520201

Thái Nguyên - năm 2020


ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP

Nguyễn Xuân Trung

NGHIÊN CỨU NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG CỦA BẢO VỆ KHOẢNG CÁCH
VÀ ĐỊNH VỊ SỰ CỐ BẰNG RƠLE KỸ THUẬT SỐ
Ngành: Kỹ thuật điện
Mã ngành: 8520201

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
1. TS. Nguyễn Đức Tường

Thái Nguyên – năm 2020

Luận văn thạc sỹ kỹ thuật

MỤC LỤC
MỞ ĐẦU ....................................................................................................................... ..4
CHƯƠNG 1: NHỮNG YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG TỚI SỰ LÀM VIỆC CHÍNH XÁC
CỦA BẢO VỆ KHOẢNG CÁCH................................................................................. ..6
I. Giới thiệu chung: ...................................................................................................... 6
II. Nâng cao độ chính xác định vị điểm sự cố trên đường dây truyền tải điện ............ 6
III. Nguyên lý làm việc phương pháp định vị sự cố dựa trên tín hiệu đo lường từ một
phía:
8
IV. Nguyên lý định vị sự cố theo tín hiệu đo lường từ hai phía ................................ 18
KẾT LUẬN CHƯƠNG 1 .............................................................................................. 21
CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ TRẠM BIẾN ÁP 220KV NINH BÌNH,
TRẠM BIẾN ÁP 500KV NHO QUAN VÀ ĐƯỜNG DÂY 220KV NINH BÌNH –
NHO QUAN .................................................................................................................. 22
I. Tổng quan về trạm biến áp 220 kV Ninh Bình ...................................................... 22
II. Tổng quan về trạm biến áp 500 kV Nho Quan ..................................................... 23
III. Tổng quan về đường dây tải điện Nho Quan – Ninh Bình .................................. 24
KẾT LUẬN CHƯƠNG 2 .............................................................................................. 25
CHƯƠNG 3: XÁC ĐỊNH CÁC THAM SỐ BẢO VỆ KỂ TỚI CÁC YẾU TỐ ẢNH
HƯỞNG TỚI ĐỘ CHÍNH XÁC CỦA BẢO VỆ KHOẢNG CÁCH. .......................... 26
I. Phân tích các dạng ngắn mạch bằng chương trình ETAP ...................................... 26
II. Xác định các yếu tố ảnh hưởng tới độ chính xác của bảo vệ khoảng cách ......... 322
KẾT LUẬN CHƯƠNG 3 .............................................................................................. 37
CHƯƠNG 4: ĐỊNH VỊ SỰ CỐ DỰA TRÊN TÍN HIỆU ĐO LƯỜNG THU THẬP
ĐƯỢC TỪ HAI ĐẦU ĐƯỜNG DÂY. ....................................................................... 388
I. Phương pháp định vị sự cố dựa theo tín hiệu đo lường từ một phía dùng phần mềm
Digsi và Sigra của Siemens: .................................................................................... 388
II. Mô phỏng ngắn mạch đường dây bằng chương trình ATPDraw. ....................... 455

III. Kết quả mơ phỏng ............................................................................................. 533
KẾT LUẬN CHƯƠNG 4 .............................................................................................. 59
KẾT LUẬN VÀ ĐÁNH GIÁ ...................................................................................... 600
HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI ....................................................................... 612
TÀI LIỆU THAM KHẢO ........................................................................................... 623
PHỤ LỤC .................................................................................................................... 644

1


Luận văn thạc sỹ kỹ thuật
DANH MỤC HÌNH VẼ
Hình 1. 1. Đường dây truyền tải do Công ty Truyền tải 1 quản lý.................................. 9
Hình 1. 2. Đặc tính tác động loại MhO ........................................................................... 9
Hình 1. 3. Sơ đồ thay thế vịng lặp tính tốn tổng trở sự cố pha - pha .......................101
Hình 1. 4. Sơ đồ thay thế vịng lặp tính tốn tổng trở sự cố pha - đất ........................112
Hình 1. 5. Sơ đồ thay thế vịng lặp tính tốn tổng trở sự cố 3 pha - đất .....................122
Hình 1. 6. Sự cố chạm đất trên đường dây có hai nguồn cấp .....................................134
Hình 1. 7. Ảnh hưởng của điện trở tại điểm sự cố đến tổng trở đo được ...................155
Hình 1. 8. Ảnh hưởng của điện kháng tương hỗ của các đường dây song song .........166
Hình 1. 9. Các cấu hình đường dây song song ...........................................................177
Hình 1. 10. Ảnh hưởng của hệ số phân bố dòng điện Ki lên số đo .............................178
Hình 1. 11. Sơ đồ nguyên lý của đường dây bị sự cố với hai nguồn cấp ...................... 19
Hình 1. 12. Sơ đồ thay thế của đường dây sự cố ........................................................... 19
Hình 3. 1. Sơ đồ mơ phỏng đường dây 220 kV Ninh Bình-Nho
Quan..........................266
Hình 3. 2. Sơ đồ nguyên lý bảo vệ 21 ..........................................................................322
Hình 4. 1. Bản ghi thơng tin sự cố ngày 9.5.2020…………………………………….40
Hình 4. 2. Lấy thơng tin sự cố trong Sigra…………………………………………………40
Hình 4. 3. Biến thiên dịng điện 3 pha .........................................................................411

Hình 4. 4. Biến thiên điện áp trên 3 pha .....................................................................422
Hình 4. 5. Chức năng bảo vệ trên rơle ........................................................................422
Hình 4. 6. Chuỗi cách điện pha C vị trí 74 ĐZ NQ-NB1 bị phóng điện .....................444
Hình 4. 7. Mỏ phóng sét làm việc vị trí 74 ĐZ NQ-NB1 .............................................444
Hình 4. 8: Sơ đồ mơ phỏng đường dây 220 kV Nho Quan-Ninh Bình ngắn mạch 3 pha
....................................................................................................................................... 47
Hình 4. 9. Sơ đồ mô phỏng đường dây 220 kV Nho Quan-Ninh Bình ngắn mạch 1 pha
.....................................................................................................................................477
Hình 4. 10. Mơ hình điện áp nguồn hệ thống ................................................................ 48
Hình 4. 11. Dữ liệu đường dây trên không trong mô đun LCC .................................... 49
Hình 4. 12. Mơ hình tổng trở pha-đất ........................................................................... 51
Hình 4. 13. Đầu đo điện áp và dòng điện ...................................................................... 52
Hình 4. 14. Mơ hình điểm ngắn mạch ........................................................................... 52
Hình 4. 15. Cài đặt thơng số chương trình ..................................................................522
Hình 4. 16. Biến thiên dòng điện và điện áp tại 2 đầu đường dây khi ngắn mạch 3 pha .... 54
Hình 4. 17. Biểu đồ điện áp và dòng điện tại 2 đầu đường dây khi ngắn mạch 3 pha
.....................................................................................................................................555
Hình 4. 18. Biến thiên dòng điện và điện áp tại 2 đầu đường dây khi ngắn mạch 1 pha..577
Hình 4. 19: Biểu đồ điện áp và dòng điện tại 2 đầu đường dây khi ngắn mạch 1 pha
.....................................................................................................................................588

2


Luận văn thạc sỹ kỹ thuật
DANH MỤC BẢNG
Bảng 1. 1. Đường dây truyền tải do Công ty Truyền tải 1 quản lý ................................. 6
Bảng 1. 2. Tổng kết về loại sự cố và các mạch vòng đo lường tương ứng ................... 10
Bảng 3. 1. Thông số nguồn hệ thống………………………………………………….27
Bảng 3. 2. Thông số dây dẫn và dây chống sét ............................................................. 27

Bảng 3. 3. Thông số cấu trúc đường dây....................................................................... 28
Bảng 3. 4. Điện trở và điện kháng thứ tự thuận của đường dây 220 kV Ninh Bình-Nho
Quan ............................................................................................................................333
Bảng 3. 5. Điện trở điện kháng thứ tự không của đường dây 220 kV Ninh Bình-Nho
Quan ............................................................................................................................344
Bảng 3. 6. Tổng trở bảo vệ TTT của 3 vùng ................................................................344
Bảng 3. 7. Tổng trở bảo vệ TTK của 3 vùng ...............................................................344
Bảng 3. 8. Tổng trở bảo vệ TTK của 3 vùng có kể tới điện trở hồ quang ...................355
Bảng 3. 9. Tổng trở bảo vệ TTK của 3 vùng có kể đến hồ quang ti v trớ ngn mch
.....................................................................................................................................355
Bng 4. 1. Khả năng mô pháng cđa ATP......................................................................45
Bảng 4. 2. Thơng số của đường dây .............................................................................. 51
Bảng 4. 3: Kết quả xác định vị trí sự cố trong trường hợp ngắn mạch 3 pha ............566
Bảng 4. 4. Kết quả xác định vị trí sự cố trong trường hợp ngắn mạch 3 pha .............577

3


Luận văn thạc sỹ kỹ thuật
MỞ ĐẦU
Đường dây truyền tải điện đóng vai trị hết sức quan trọng trong hệ thống điện.
Trong công tác quản lý vận hành việc xác định chính xác điểm sự cố giúp nhanh chóng
xác định được phần tử bị sự cố, làm giảm thời gian ngừng cung cấp điện, giảm số lượng
nhân lực để khắc phục các sự cố này, hơn nữa việc xác định chính xác điểm sự cố cũng
chính là xác định chính xác tổng trở của các đường dây sẽ giúp cho các kết qủa tính tốn
chế độ hệ thống tin cậy hơn, đảm bảo cho hệ thống bảo vệ rơle sát làm việc chính xác.
Trên thực tế có rất nhiều phương pháp được sử dụng để xác định điểm sự cố, tùy
theo đối tượng là đường dây truyền tải hay xuất tuyến lưới phân phối hoặc là các đường
cáp. Đối với đường dây truyền tải, rơle bảo vệ khoảng cách là một công cụ vừa làm
nhiệm vụ bảo vệ, phát hiện sự cố vừa định vị vị trí điểm sự cố trên đường dây. Tuy nhiên

các rơle khoảng cách hoạt động dựa trên tín hiệu đo lường chỉ tại một đầu, do đó kết quả
định vị điểm sự cố thường bị sai lệch do bị ảnh hưởng của rất nhiều yếu tố. Trong nhiều
trường hợp sai số có thể lên tới hàng chục km và điều này sẽ gây khó khăn cho các công
tác khắc phục sau sự cố.
Tổng trở của đường dây có thể được tính tốn bằng lý thuyết, tuy nhiên, trong các
tính tốn này đều dựa trên giả thiết đường dây là đồng nhất, điện trở suất của đất khơng
đổi suốt dọc tuyến…và do đó kết quả tính tốn thường có sai số đáng kể so với giá trị
thực tế (đặc biệt là tổng trở thứ tự không của đường dây).
Một số hãng sản xuất đã chế tạo thiết bị thí nghiệm để đo tổng trở đường dây, thiết
bị định vị sự cố chuyên dụng, tuy nhiên phương pháp này khá phức tạp, thiết bị đắt tiền,
cần sự phối hợp của nhiều đơn vị.
Xuất phát từ thực tế đó, luận văn đi sâu vào nghiên cứu đề tài “Nghiên cứu nâng
cao chất lượng của bảo vệ khoảng cách và định vị sự cố bằng rơle kỹ thuật số”.
Kết quả nghiên cứu được mô phỏng áp dụng đối với mơ hình tuyến đường dây
220kV Ninh Bình – Nho Quan và các tính tốn cùng kết quả mơ phỏng đã chứng minh
các ưu điểm của thuật toán này.
Về mặt cấu trúc luận văn được chia ra thành 4 chương
- Chương 1: Những yếu tố ảnh hưởng tới sự làm việc chính xác của bảo vệ khoảng
cách.
- Chương 2: Tổng quan về Trạm biến áp 220kV Ninh Bình, trạm biến áp 500kV
Nho Quan và đường dây 220kV Ninh Bình – Nho Quan

4


Luận văn thạc sỹ kỹ thuật
- Chương 3: Xác định các tham số bảo vệ kể tới các yếu tố ảnh hưởng tới độ chính
xác của bảo vệ khoảng cách.
- Chương 4: Định vị sự cố dựa trên tín hiệu đo lường thu thập được từ hai đầu
đường dây.

5


Luận văn thạc sỹ kỹ thuật
CHƯƠNG 1: NHỮNG YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG TỚI SỰ LÀM VIỆC CHÍNH
XÁC CỦA BẢO VỆ KHOẢNG CÁCH
I. Giới thiệu chung:
Hệ thống điện ngày càng phát triển và phức tạp, trong q trình vận hành ln
ln xảy ra sự cố hư hỏng các phần tử trong hệ thống. Trong trường hợp sự cố, phần tử
sự cố yêu cầu được tách ra khỏi hệ thống để giảm thiểu thiệt hại cho các phần tử sự cố
và loại bỏ chế độ vận hành khơng bình thường cho hệ thống. Hành động này cần phải
được thực hiện một cách nhanh chóng và chính xác bằng cách rơle bảo vệ tự động. Đồng
thời mỗi khi sự cố xảy ra trên một đường dây (phân phối hoặc truyền tải), yêu tố quan
trọng là xác định vị trí điểm sự cố càng nhanh càng tốt để nâng cao chất lượng dịch vụ.
Nếu vị trí lỗi khơng được xác định một cách nhanh chóng có thể sẽ tạo ra cắt điện kéo
dài, thiệt hại kinh tế nghiêm trọng có thể xảy ra và ảnh hưởng đến độ tin cậy cấp điện.
Tất cả những trường hợp trên nêu lên tầm quan trọng của nghiên cứu định vị sự cố và
do đó vấn đề này đã thu hút được sự chú ý rộng rãi của các nhà nghiên cứu trong hệ
thống điện trong những năm gần đây.
II. Nâng cao độ chính xác định vị điểm sự cố trên đường dây truyền tải điện
Hệ thống đường dây truyền tải điện ngày càng phát triển lớn mạnh về số lượng và
độ phức tạp. Tính đến thời điểm hiện tại, lưới điện truyền tải thuộc Công ty Truyền tải
điện 1 quản lý vận hành có 2.977km đường dây 500kV và 7.463km đường dây 220kV.
Theo “Quy hoạch phát triển điện lực Quốc gia giai đoạn 2011 – 2020 có xét đến năm
2030” lưới điện truyền tải thuộc Công ty Truyền tải điện 1 quản lý vận hành sẽ xây dựng
và đưa vào vận hành thêm theo từng giai đoạn 2021-2030 là 680km đường dây 500kV,
Bảng 1. 1. Đường dây truyền tải do Công ty Truyền tải 1 quản lý
Hạng mục
ĐZ 500kV

ĐZ 220kV

Đơn vị
Km
Km

2021-2025
680
1.606

2026-2030
760
2.168

Với mặt bằng lưới điện Công ty truyền tải điện 1 quản lý vận hành trải rộng trên
28/63 tỉnh thành cả nước, đa số các đường dây truyền tải điện đi qua những khu vực ít
dân cư, đồi núi cao hiểm trở. Trong quá trình vận hành, các phần tử trên lưới ln có
khả năng xảy ra sự cố do các nguyên nhân khách quan và chủ quan gây nên, theo số liệu
thống kê của Công ty Truyền tải điện 1, chỉ tính riêng 6 tháng đầu năm 2020 đã xảy ra
16 sự cố thoáng qua và sự cố kéo dài trên đường dây 220 và 500kV, cơng tác xác định
vị trí sự cố là hết sức khó khăn, và tiêu tốn nhiều cơng sức, chi phí. Với mục tiêu yêu
6


Luận văn thạc sỹ kỹ thuật
cầu ngày càng nâng cao chất lượng điện năng và nâng cao hiệu suất lao động do đó việc
áp dụng các giải pháp để xác định vị trí sự cố một cách chính xác là hết sức cần thiết.
Định vị sự cố chính xác giúp phát hiện nhanh hơn điểm sự cố, kể cả sự cố thống
qua và sự cố duy trì.
Sự cố thống qua có thể được khắc phục thơng qua tự động đóng lại. Tuy nhiên

xác định sớm và nhanh chóng điểm bị hư hỏng sẽ giúp ngăn ngừa các sự cố tiếp theo có
thể xảy ra. Mặt khác đối với các sự cố thoáng qua, các phần tử trên hệ thống đã được
khôi phục về điện, các yếu tố gây sự cố đã tách ra khỏi lưới công tác xác định nguyên
nhân sự cố là hết sức khó khăn, do đó việc định vị chính xác điểm sự cố giúp khoanh
vùng chính xác và nhanh chóng xác định được nguyên nhân sự cố.
Với những sự cố vĩnh cửu, yêu cầu xác định nhanh, chính xác điểm sự cố để tách
phần tử sự cố ra khỏi lưới, nhanh chóng xử lý khơi phục lưới điện, giảm thời gian ngừng
cung cấp điện. Nếu vị trí sự cố khơng được xác định một cách nhanh chóng, sẽ làm mất
điện trong một thời gian dài, thiệt hại kinh tế nghiêm trọng có thể xảy ra và chất lượng
cung cấp điện sẽ bị ảnh hưởng lớn.
Hiện nay, các đường dây truyền tải điện với cấp điện áp từ 220 kV trở lên thường
được trang bị các bảo vệ chính là bảo vệ khoảng cách và bảo vệ so lệch dọc đường dây.
Thực tế cho thấy chức năng định vị điểm sự cố trong các rơle bảo vệ khoảng cách báo
vị trí với một mức sai số tương đối lớn (có thể tới hàng chục km). Điều này xảy ra do
nguyên lý định vị sự cố được sử dụng trong rơle khoảng cách chỉ dựa vào tín hiệu đo
lường tại chỗ (sử dụng tín hiệu đo lường từ 1 phía), do đó chịu ảnh hưởng của rất nhiều
yếu tố bên ngoài gây nên sai số lớn. Các rơle so lệch dọc đường dây hiện đại đã được
tích hợp thêm chức năng định vị điểm sự cố và có khả năng làm việc với độ chính xác
cao hơn vì các rơle loại này có thể sử dụng nguyên lý định vị sự cố dựa trên tín hiệu đo
lường từ hai đầu đường dây. Tuy nhiên, hầu hết trong các tài liệu rơle này đều khơng đề
cập đến thuật tốn và phương pháp xác định điểm sự cố và trên thực tế phép định vị sự
cố của các rơle so lệch dọc đường dây hiện tại vẫn có sai số khá lớn.
Một phần quan trọng trong vận hành lưới truyền tải điện là tính tốn cài đặt chỉnh
định rơle và tính tốn các chế độ vận hành của lưới. Các tính tốn này u cầu xác định
tổng trở đường dây càng chính xác càng tốt. Tuy nhiên, tổng trở đường dây phụ thuộc
nhiều vào điều kiện địa chất nơi đường dây đi qua, khi điện trở suất của đất thay đổi thì
việc tính tốn các giá trị tổng trở bằng phần mềm trở nên thiếu chính xác, mặt khác các
đường dây sau thời gian vận hành đã được cải tạo, sửa chữa dẫn đến làm thay đổi các
thông số kỹ thuật cơ bản của đường dây nên việc xác định tổng trở là hết sức khó khăn.

7


Luận văn thạc sỹ kỹ thuật
Xuất phát từ thực tế công tác vận hành lưới truyền tải điện đã nêu trên, cần có
nghiên cứu làm rõ ưu điểm và thuật toán sử dụng để định vị sự cố và xác định chính xác
tổng trở của đường dây. Các mục tiếp theo trình bày chi tiết hơn về các phương pháp
định vị sự cố và xác định tổng trở của đường dây truyền tải điện.
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, có thể phân loại theo 2
nhóm chính: định vị sự cố dựa trên tính tốn tổng trở của đường dây và định vị sự cố
dựa trên đo lường các dạng sóng lan truyền trên đường dây, một số phương pháp ngày
nay đang được sử dụng như sau:
- Định vị sự cố chỉ dựa trên tín hiệu đo lường dòng điện và điện áp ở cuối đường
dây, chủ yếu là phương pháp định vị sự cố dựa trên tín hiệu đo lường từ 1 phía đường
dây và phương pháp định vị sự cố dựa trên tín hiệu đo lường từ cả hai phía của đường
dây.
- Định vị sự cố dựa trên phương pháp sóng lan truyền (travelling wave method).
- Định vị sự cố dựa trên phương pháp tần số cao (high-frequency methods).
III. Nguyên lý làm việc phương pháp định vị sự cố dựa trên tín hiệu đo lường từ
một phía:
Thuật tốn xác định vị trí sự cố dựa trên tín hiệu đo lường từ một phía rất đơn giản
và kinh tế so với các phương pháp định vị sự cố khác. Thuật tốn này được thiết kế để
tính tốn vị trí sự cố dựa trên tín hiệu đo lường cả ba pha dòng điện và điện áp tại một
đầu đường dây. Ngồi ra có một số thuật tốn chỉ sử dụng điện áp ba pha hoặc dòng
điện ba pha. Các vector quay với tần số cơ bản của tín hiệu đo lường hoặc dữ liệu mẫu
được xử lý trong thuật tốn. Các thơng số trở kháng của đường dây cũng được xác định
để xác định khoảng cách đến điểm sự cố.
1. Nguyên lý làm việc:

Hình 1. 1. Đường dây truyền tải do Công ty Truyền tải 1 quản lý

8


Luận văn thạc sỹ kỹ thuật
Cho đường dây 1 nguồn cấp đơn giản như Hình 1. 1, tổng trở tới điểm sự cố thường
có tính chất điện trở, trên sơ đồ mô tả dạng thuần trở (RF). Đường dây bị tác động bởi
một sự cố (F)- không biết khoảng cách sự cố tới trạm A. Nếu bỏ qua dòng nạp trên
đường dây, ta có IA = IF, tổng trở từ trạm A tới điểm sự cố được tính tốn như sau:
̇

𝑈
𝑍̇𝐹𝐿 = ̇ 𝐴 = 𝑑𝑍̇𝐿 + 𝑅𝐹                                                            (1.1)
𝐼𝐴

Cân bằng phần ảo cả 2 vế (1.1) ta có:
𝑑=

Ima𝑔(𝑍̇𝐹𝐿 )
Ima𝑔(𝑍̇𝐿 )

=

𝑋𝐹𝐿
𝑋𝐿

                     (1.2)

Phương pháp này chính là thuật tốn được sử dụng trong các rơle bảo vệ khoảng
cách thông dụng. Rơle sẽ dựa trên giá trị dịng điện và điện áp để tính toán giá trị tổng
trở đo được. Giá trị tổng trở đo được sẽ được sử dụng để xác định điểm làm việc của
rơle trên mặt phẳng tổng trở, nếu điểm làm việc này thuộc vùng tác động (vùng I, vùng
II hoặc vùng III…) thì rơle sẽ khởi động các bộ đếm thời gian tương ứng. Trong chế độ
vận hành bình thường điểm làm việc sẽ nằm bên ngoài các đặc tính tác động.

Hình
1. 2. đo
Đặc
tính rơle
tác động
loại
MhO
Dựa theo giá trị điện
kháng
được,
sẽ tính
tốn
ra khoảng cách từ vị trí đặt
điểm đo đến điểm sự cố theo cơng thức:
Lsc (km) 

xdo
x1km

𝐿𝑠𝑐 (𝑘𝑚) =

𝑋đ𝑜
𝑋1𝑘𝑚

Chính vì đặc điểm này nên rơle bảo vệ theo nguyên lý tổng trở thấp cịn có tên gọi
là bảo vệ khoảng cách.
Trong các rơle khoảng cách hiện đại thì chức năng định vị sự cố hoạt động độc lập
với chức năng bảo vệ. Các mẫu dòng điện và điện áp sử dụng để tính tốn khoảng cách
được thu thập từ khi bảo vệ khởi động đến trước thời điểm cắt máy cắt để tránh các
9


Luận văn thạc sỹ kỹ thuật
nhiễu loạn ảnh hưởng đến độ chính các của định vị. Giá trị khoảng cách tính tốn được
là kết quả trung bình của nhiều lần tính tốn dựa theo số mẫu thu thập được.
Lý do sử dụng điện kháng trong tính tốn vị trí điểm sự cố là để tránh ảnh hưởng
của hồ quang tại điểm sự cố. Hồ quang có tính chất điện trở, nếu sử dụng giá trị tổng trở
để tính khoảng cách thì giá trị tổng trở này bị ảnh hưởng bởi điện trở hồ quang và sẽ làm
sai lệch vị trí sự cố tính tốn được.
2. Các mạch vịng tính tốn tổng trở:
Tổng trở được rơle tính tốn dựa trên 6 mạch vòng cơ bản tương ứng với các sự
cố pha - pha và pha - đất: A - B, B - C, C - A, A - E, B - E, C - E.
Bảng 1. 2. Tổng kết về loại sự cố và các mạch vòng đo lường tương ứng
Loại sự cố
Sự cố pha – đất

Sự cố pha – pha

Pha sự cố

Vịng lặp tính cho tổng trở

A-E

B-E
C-E
A–B
B–C
C–A

A–E
B–E
C–E
A–B
B–C
C–A
A-B hoặc B-C hoặc C-A hoặc A-E
hoặc B-E hoặc C-E
A-B hoặc A-E hoặc B-E
B-C hoặc B-E hoặc C-E
C-A hoặc C-E hoặc A-E

Sự cố 3 pha hay 3
pha – đất

A – B – C (E)

Sự cố 2 pha – đất

A–B-E
B–C-E
C–A-E

Với sự cố pha - pha hoặc pha - đất thì chỉ một trong các mạch vịng trên sẽ cho kết

quả đo lường chính xác (tổng trở thấp nhất), các mạch vòng khác sẽ cho kết quả tính
tốn lớn hơn. Với sự cố khác có thể nhiều mạch vịng đo cùng cho ra kết quả chính xác.
Vòng lặp cho trường hợp sự cố pha – pha:
Vòng lặp tính tốn tổng trở cho trường hợp sự cố pha – pha được tính theo cơng
thức:
Z pha pha 

U pha pha
I pha pha



U phaX  U phaY
I phaX  I phaY

 Z1 

Rf

(1.3)

2

Trong đó: X, Y là hai pha bị sự cố và sơ đồ thay thế loại sự cố pha – pha được thể
hiện như hình Hình 1. 3

IPha X

Z1
RF/2

UPha X - UPha Y

IPha Y

Z1

RF/2

10


Luận văn thạc sỹ kỹ thuật

Vòng lặp cho trường hợp sự cố pha – đất:
Vịng lặp tính tốn tổng trở cho trường hợp sự cố pha – đất được tính theo công
thức:
Z phaE 
Z phaE 

U phaX
I phaX

 Z1  Z N  R f

U phaX
I phaX  K N I N

 Z1 

(1.4)

Rf

(1.5)

1 KN

Trong đó: X là pha bị sự cố, K là hệ số bù, IN là dòng điện dư bằng tổng dòng của
các pha.
Sơ đồ thay thế vịng lặp tính tốn tổng trở sự cố pha - đất được thể hiện trong Hình
1. 4

IPha X

UPha X

Z1
RF

IN

ZN

Hình 1. 4. Sơ đồ thay thế vịng lặp tính tốn tổng trở sự cố pha - đất
Nhưng khác với các sự cố khác với trường hợp này phải bù hệ số KN.
Vòng lặp cho trường hợp sự cố 3 pha – đất

11

Luận văn thạc sỹ kỹ thuật
Z1
3I0

A

Z1
B
Z1
C

U0
ZN

Hình 1. 5. Sơ đồ thay thế vịng lặp tính tốn tổng trở sự cố 3 pha - đất
Theo như sơ đồ thay thế ở trên thì cơng thức để tính tổng trở sự cố đối với trường
hợp này có thể được viết như sau:
Z0 U 0 1

 Z1  Z N
3 3I 0 3

Và

ZN 

Z 0  Z1
3

(1.6)
(1.7)

Trong đó U0 là điện áp thứ tự khơng và I0 là dịng điện thứ tự khơng. Theo cơng
thức (1.5) và Hình 2.1-4 thì có thể viết lại công thức như sau:


Z
U phaX  Z1 I phaX  Z N I N  R f I N  Z1  I phaX  N I N   R f I N
Z1



Z pha E



Z
Z1  I phaX  N I N   R f I N
Rf
Z1

 
 Z1 
I phaX
I phaX  K N I N
 KN
IN

(1.9)

Z N Z 0  Z1

Z1
3Z1

(1.10)

KN 

Trong đó:

(1.8)

Z1 là tổng trở thứ tự thuận
Z0 là tổng trở thứ tự không

3. Các yếu tố ảnh hưởng đến độ chính xác của định vị sự cố theo phương pháp
dựa trên tín hiệu đo lường từ một phía
Các yếu tố ảnh hưởng đến độ chính xác của việc định vị sự cố có thể kể đến là:
- Ảnh huởng của điện trở tại điểm sự cố.
- Ảnh hưởng của dòng tải trên đường dây trước sự cố.
- Ảnh hưởng của điện kháng tương hỗ do các đường dây chạy song song gây ra
- Ảnh hưởng của hệ số phân bố dòng điện.
12


Luận văn thạc sỹ kỹ thuật
a. Ảnh hưởng của điện trở tại điểm sự cố
Các sự cố, đặc biệt là sự cố một pha thường xảy ra do sứ đường dây bị phóng điện.

Hồ quang điện hình thành trên chuỗi sứ có tính chất điện trở, và như vậy điện trở hồ
quang này cũng nằm trong mạch vòng đo sự cố pha - đất. Một số trường hợp sự cố thơng
qua vật trung gian thì chính giá trị điện trở của các vật trung gian này cũng gây ảnh
hưởng đến tính chính xác của phép định vị sự cố.
Điện trở hồ quang phụ thuộc vào độ dài của hồ quang và dịng điện theo cơng thức
sau:
Rarc =

Trong đó:

8750 .Larc
I 1f .4

(1.11)

Rarc - điện trở hồ quang ()

Larc - Là chiều dài hồ quang (m) trong trường hợp khơng có gió
If - Giá trị dòng sự cố (A)
Chiều dài hồ quang ban đầu bằng khoảng cách từ dây dẫn đến cột hoặc giữa hai
dây dẫn, nhưng nó sẽ tăng và kéo dài do gió thổi ngang qua do sự đối lưu và truyền sóng
điện từ. Người ta đưa ra giả thuyết điện trở hồ quang phụ thuộc vào khoảng cách dây
dẫn, vận tốc gió và thời gian theo cơng thức:
Rarc =
Trong đó:

8750 .( d  3UT arc )
I 1f .4

(1.12)

d là khoảng cách dây dẫn (m)

U – Vận tốc gió (m/s)
Tarc – Thời gian hồ quang
Trong trường hợp dây dẫn bị đứt và rơi xuống đất thì điện trở tại điểm tiếp xúc
chạm đất phụ thuộc vào loại đất, độ ẩm của đất và cấp điện áp của lưới điện. Khi sự cố
các pha với nhau điện trở sự cố thường nhỏ và không vượt quá vài ohm (). Tuy nhiên
điện trở sự cố lớn hơn nhiều đối với sự cố liên quan đến đất vì điện trở nối đất của cột
có thể tới 10  thậm chí cao hơn. Trường hợp đặc biệt điện trở sự cố còn lớn hơn khi
sự cố dây dẫn chạm vào cây cối hoặc đứt dây và rơi xuống vùng đất khô cứng. Như vậy
điện trở sự cố có giá trị từ vài ohm đến hàng trăm ohm.
Xét ảnh hưởng của điện trở sự cố đến tổng trở đo được
Xét trường hợp sự cố pha - đất trên đường dây có hai nguồn cấp như Hình 1. 6.
13


Luận văn thạc sỹ kỹ thuật

Mạch vịng sự cố nhìn từ phía thanh góp trạm A có thể được mơ tả bằng công thức
sau đây.
U A  dZ L I A  RF I F  0

(1.13)

Trong đó:
d: khoảng cách từ thanh góp A đến điểm sự cố F (d=0÷1)
ZL: tổng trở của đường dây AB
UA; IA: là điện áp và dịng điện đo được tại vị trí đặt rơle phía trạm A
IF: dịng điện tổng chạy qua điểm sự cố, với quan hệ

IF  I A  IB

ZA 

Ta có

(1.14)

UA
I A thay vào (1.13) ta có:
ZA 

UA
I
 dZ L  RF F
IA
IA

(1.15)

trong đó: ZA là tổng trở đo được bởi rơle đầu phía trạm A
Thay thế I F  I A  I B vào phương trình (1.15) ta có:
 I 
Z A  dZ L  RF 1  B 
 IA 

(1.16)

Dựa theo phương trình (2.16) có thể thấy rằng, đối với rơle tại hai đầu đường dây
thì thành phần điện trở tại điểm sự cố có thể thể hiện tính chất thuần trở hoặc cũng có

thể thể hiện như một tổng trở tùy theo góc lệch pha dòng điện giữa hai đầu đường dây


trong lúc sự cố. Để đơn giản giả thiết Z F#  RF 1 


IB 

IA 

14


Luận văn thạc sỹ kỹ thuật
 Nếu dòng điện IA và IB trùng pha nhau hồn tồn: thì giá trị Z F# hoàn toàn thuần
trở. Thành phần điện trở trong tổng trở đo được sẽ bị sai khác với điện trở của phần
đường dây bị sự cố, tuy nhiên thành phần điện kháng khơng bị ảnh hưởng , do đó khoảng
cách đo được sẽ đúng với khoảng cách sự cố thực tế (vì phép xác định khoảng cách chỉ
dựa theo thành phần điện kháng)
 Nếu dòng điện IA và IB lệch pha nhau: thì thành phần Z F# thể hiện như một tổng
trở bao gồm thành phần điện trở và điện kháng hoặc thành phần điện trở và điện dung
(tùy theo dòng IB là sớm pha hơn hay chậm pha hơn so với IA trong công thức (2.16).
Thành phần Z F# khi đó sẽ ảnh hưởng cả tới giá trị điện kháng trong tổng trở mà rơle đo
được, và do đó khoảng cách tính tốn được sẽ bị sai khác so với thực tế. Hình 1. 7 thể
hiện chi tiết quan hệ này.

Hình 1. 7. Ảnh hưởng của điện trở tại điểm sự cố đến tổng trở đo được
Trong đó:
a. Điện trở tại điểm sự cố thể hiện thuần trở.
b. Điện trở tại điểm sự cố thể hiện như điện trở và điện dung.

c. Điện trở tại điểm sự cố thể hiện như điện trở và điện kháng.
b. Ảnh hưởng của dịng tải trên đường dây trước sự cố
Góc lệch pha giữa dòng điện giữa hai đầu đường dây khi xảy ra sự cố, một cách
gần đúng có thể coi xấp xỉ bằng góc lệch pha của điện áp hai đầu đường dây trong chế
độ vận hành bình thường. Mặt khác, góc lệch pha của điện áp trong chế độ bình thường
lại phụ thuộc vào mức độ tải của đường dây, do đó có thể nói dịng điện tải trên đường
dây có ảnh hưởng đến mức độ chính xác của phép định vị sự cố. Trong trường hợp
đường dây chỉ có một nguồn cấp thì ảnh hưởng này là khơng cần tính đến.
c. Ảnh hưởng của điện kháng tương hỗ của các đường dây song song
15


Luận văn thạc sỹ kỹ thuật
Trong lưới truyền tải điện hầu hết các đường dây vận hành đều song song và đi
chung cột. Các đường dây này có ảnh hưởng tương hỗ lẫn nhau, ảnh hưởng này sẽ là
đáng kể trong trường hợp sự cố một pha chạm đất, dòng điện thứ tự không (TTK) chạy
trên đường dây lân cận sẽ cảm ứng một điện áp TTK lên đường dây bị sự cố làm cho
giá trị đo được của rơle tổng trở tại đường dây sự cố bị sai lệch.

A

V01

Z0M

Z01

I01

Z02

I02

B

Hình 1. 8. Ảnh hưởng của điện kháng tương hỗ của các đường dây song song
Điện áp thứ tự không:
V01  Z01I01  Z0M I02

(1.17)

Trong đó:
V01: điện áp TTK của bảo vệ trên đường dây bị sự cố.
Z01: tổng trở TTK của đường dây bị sự cố.
Z0M: tổng trở tương hỗ TTK giữa hai đường dây.
I01, I02: dòng điện TTK chạy trên đường dây bị sự cố và đường dây lân cận.
Thông thường sự ảnh hưởng tổng trở tương hỗ của các thành phần thứ tự thuận và
thứ tự nghịch là rất ít chiếm khoảng từ 5% đến 7% và có thể bỏ qua. Trong khi đó ảnh
hưởng tổng trở thứ tự khơng lại có ảnh hưởng rất lớn và chiếm khoảng 50% đến 70%.
Ví dụ về giá trị của tổng trở TTK và tổng trở tương hỗ TTK của một đường dây có thể
là:
Z 0  0,1101  j1,0127 (Ω/km)
Z 0  0,06874  j 0,5323 (Ω/km)

Để rơle có thể làm việc đúng cần bù lại sự thay đổi về điện kháng TTK do các
đường dây lân cận gây ra. Các rơle hiện nay thực hiện việc này bằng cách lấy dòng TTK
từ đường dây lân cận đưa vào trong rơle và rơle sẽ có thuật tốn để bù lại thành phần hỗ
cảm TTK này. Tuy nhiên, việc này chỉ thực hiện được khi hai đường dây đi ra từ cùng

16

Luận văn thạc sỹ kỹ thuật
một trạm biến áp, trong trường hợp hai đường dây thuộc hai trạm riêng biệt thì rất khó
để thực hiện giải pháp này.
Việc xác định chính xác thành phần tổng trở tương hỗ TTK cịn gặp nhiều khó
khăn do có trường hợp các đường dây chỉ đi song song một phần hoặc đường dây song
song đang cắt khỏi vận hành và nối đất hai đầu…
V01

A

Z0M

Z01

I01

Z02

I02

B

V01

A

a)

Z0M

Z01

I01

Z02

I02

B

C

b)

Hình 1. 9. Các cấu hình đường dây song song
a) Đường dây song song toàn tuyến; b) Đường dây song song một phần

d) Ảnh hưởng của hệ số phân bố dòng điện
Xét sự ảnh hưởng của hệ số phân bố dòng điện đến tính chính xác của rơ le bảo vệ
khoảng cách được minh họa dưới Hình 1. 10.
Xét hai trường hợp tiêu biểu như trên Hình 1. 10 ta thấy tổng trở của rơ le bảo vệ
khoảng cách đặt ở đầu A của đường dây AB đo được khi ngắn mạch xảy ra ở điểm N
trên đường dây BD tiếp theo bằng (giả thiết tỷ số biến đổi của biến dịng điện và biến
điện áp ki = ku = 1).
A

B

B

IAB

IBD
C

ICB

B

A

D

IAB
IBD

l

l
a

b

Hình 1. 10. Ảnh hưởng của hệ số phân bố dòng điện Ki lên số đo
của rơ le bảo vệ khoảng cách; a: Ki >1; ZR>Zthực tế; b: Ki <1; ZR
Tổng trở của rơle đo được:

17


Luận văn thạc sỹ kỹ thuật
ZR 

I
U R U A U AB  U BN IAB ZAB  IBN ZBN



 ZAB  BN ZBN
IR
IAB
I AB
I AB
I AB

ZR  ZAB  Ki ZBN

Trong đó: Ki 

(1.18)

I BN
hệ số phân bố dịng điện
I AB

Khi hệ số phân bố dòng điện Ki ≠ 1, tổng trở ZR mà rơ le bảo vệ khoảng cách đo
.

.

được khác với tổng trở thực tế từ chỗ đặt bảo vệ đến chỗ ngắn mạch ( Z AN  Z AB  Z BN ).
Đối với sơ đồ Hình 1. 10.a một nguồn điện nối vào thanh cái B đã làm cho IBN >IAB
và hệ số Ki > 1 nghĩa là tổng rơ le đo được một giá trị lớn hơn tổng trở thực tế ZAN.
Đối với sơ đồ Hình 1. 10.b sự xuất hiện của đường dây vận hành song song với
đường dây bị sự cố làm rẽ mạch dòng điện từ nguồn điện đến chỗ ngắn mạch (IBN = IAB
- IBD) nên hệ số phân bố dòng điện Ki < 1 nghĩa là rơ le sẽ đo được giá trị nhỏ hơn giá
trị tổng trở thực tế ZAN.
Với những lưới điện có cấu hình phức tạp hệ số phân bố dịng điện có thể thay đổi
theo chế độ làm việc của lưới điện. Khi điểm ngắn mạch càng nằm xa điểm đặt rơ le bảo
vệ thì ảnh hưởng của hệ số phân bố dòng điện càng lớn.
IV. Nguyên lý định vị sự cố theo tín hiệu đo lường từ hai phía:
Phương pháp này sử dụng tín hiệu đo lường từ hai đầu của đường dây tải điện.
Yêu cầu quan trọng là các tín hiệu này phải được đồng bộ về mặt thời gian.
Nguyên lý định vị sự cố theo tín hiệu đo lường từ hai phía:
Xét sự cố xảy ra tại điểm F, cách trạm A một khoảng là x (%) trên đường dây AB
như trong Hình 1. 11.

A

IA

IA
(1-x)

x

IF

B

RF

Hình 1. 11. Sơ đồ nguyên lý của đường dây bị sự cố với hai nguồn cấp

18


Luận văn thạc sỹ kỹ thuật
Sơ đồ thay thế đơn giản (đối với đường dây truyền tải điện ngắn có thể bỏ qua
tổng dẫn) của đường dây trên trong trường hợp sự cố như trên Hình 1. 12.

A

IA

x*ZD

(1-x)*ZD

F

IB

B

IF

UA

UF

RF

UB

Hình 1. 12. Sơ đồ thay thế của đường dây sự cố
Dòng điện và điện áp {IA & IB}, {UA & UB} đo tại hai trạm được đồng bộ về mặt
thời gian.
Điện áp UF tại điểm sự cố có thể tính theo:
UF  UA  IA * x * ZD

(1.19)

UF  UB  IB *(1  x)* ZD

(1.20)

Trong đó ZD là tổng trở của tồn bộ đoạn đường dây AB
Trừ hai phương trình cho nhau:
UA  UB  IB * ZD  x * ZD *(IA  IB )

Khoảng cách đến điểm sự cố được tính ra từ phương trình trên:
x

UA  UB  IB * ZD
ZD *(IA  IB )

(1.21)

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 dịng 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
tốn cần phải bù thành phần thứ tự khơng. Trong thực tế, rất khó xác định đúng điện
kháng thứ tự khơng của đường dây, do đó việc tính tốn hệ số bù dịng thứ tự khơng sẽ
khơng chính xác và có thể gây sai số cho phép 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 tốn dựa trên thành phần thứ tự nghịch
chỉ áp dụng được với các sự cố không đối xứng).
19


Luận văn thạc sỹ kỹ thuật
Ưu nhược điểm của phương pháp:
Phương pháp định vị sự cố dựa theo tín hiệu đo lường đồng bộ từ hai đầu đường
dây có ưu điểm hơn so với chỉ dùng tín hiệu từ một đầu:
o Không bị ảnh hưởng của tổng trở nguồn.
o Điện trở tại điểm sự cố không xuất hiện trong phương trình tính tốn khoảng
cách đến điểm sự cố, do đó khơng gây ảnh hưởng đến độ chính xác của kết
quả định vị sự cố.
Vấn đề cần giải quyết đối với thuật tốn này
Phương trình (1.21) có thể áp dụng cho mọi trường hợp sự cố khác nhau (trừ sự cố
đứt dây), tuy nhiên trong một số trường hợp sự cố, khi tính tốn u cầu phải bù thành
phần thứ tự không. Mà như ta đã biết, thành phần tổng trở thứ tự khơng rất khó để có
thể xác định chính xác do phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố khách quan (ví dụ điện trở suất
của vùng đất dọc tuyến đường dây đi qua là khơng đồng nhất) do đó nếu sử dụng phương
pháp này sẽ gặp sai số rất lớn. Để giải quyết các vấn đề này, trong luận văn đề xuất sử
dụng thành phần thứ tự thuận để tính tốn các phương trình về góc đồng bộ và xác định

vị trí sự cố.
Mặt khác, thuật tốn dựa trên giả thiết tín hiệu đo lường được đồng bộ hồn toàn
về mặt thời gian. Việc đồng bộ về mặt thời gian giữa các trạm biến áp tại hai đầu đường
dây và các trạm khác thường được giải quyết bằng cách lắp đặt các đồng hồ hoạt động
dựa theo tín hiệu vệ tinh GPS (đồng hồ GPS). Tuy nhiên trong điều kiện Việt Nam thì
việc lắp đặt các đồng hồ này chưa thực sự phổ biến, do đó khả năng để thu được tín hiệu
đo lường đồng bộ từ hai đầu đường dây là rất khó. Để giải quyết vấn đề này, trong
chương tiếp theo của luận văn đề xuất phương pháp để đồng bộ lại các tín hiệu đo lường
này từ các tín hiệu đo lường có sẵn thu thập được từ 2 đầu đường dây.

20


Luận văn thạc sỹ kỹ thuật

KẾT LUẬN CHƯƠNG 1
Tổng kết các ưu, nhược điểm của phương pháp định vị sự cố dựa theo tín hiệu đo
lường từ một phía
Ưu điểm và nhược điểm của phương pháp này:
- Dễ dàng thực hiện do tín hiệu đo lường được thu thập tại chỗ, khơng u cầu
truyền tín hiệu từ đầu đối diện.
- Không cần phải đồng bộ về mặt thời gian giữa tín hiệu thu thập được của các rơle
tại hai đầu.
- Sai số trong phạm vi chấp nhận được đối với sự cố pha-pha (theo thực tế vận
hành).

21


Luận văn thạc sỹ kỹ thuật

Độ chính xác của phép đo bị ảnh hưởng của nhiều yếu tố:
- Ảnh hưởng của hồ quang tại điểm sự cố.
- Ảnh hưởng của tải trước sự cố trên đường dây.
- Ảnh hưởng bởi hệ số phân bố dòng điện (do xuất hiện các nguồn khác cấp vào
điểm sự cố hoặc dòng điện tại điểm sự cố khác với dòng điện đo được tại vị trí đặt rơle).
- Ảnh hưởng của hỗ cảm do các đường dây chạy song song cùng cột hoặc lân cận
gây ra.
Tổng trở thứ tự không của đường dây thường khơng thể xác định được chính xác
nên sẽ gây sai số đáng kể đối với các sự cố chạm đất (đây lại là loại sự cố thường xảy ra
đối với lưới truyền tải và hệ thống điện nói chung).
Như vậy với phương pháp định vị sự cố dựa theo tín hiệu từ một phía thì độ chính
xác của phương pháp phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố và rất khó để xác định được chính
xác để khắc phục các yếu tố đó, do đó độ chính xác của phương pháp cũng sẽ bị ảnh
hưởng theo. Khắc phục các nhược điểm mà phương pháp định vị điểm sự cố dựa theo
thông tin từ một phía, phương pháp định vị điểm sự cố dựa theo tín hiệu đo lường từ hai
phía đường dây đem lại độ chính xác cao hơn và khắc phục được một phần các nhược
điểm của phương pháp định vị sự cố dựa vào tín hiệu đo lường từ 1 đầu.

CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ TRẠM BIẾN ÁP 220KV
NINH BÌNH, TRẠM BIẾN ÁP 500KV NHO QUAN VÀ ĐƯỜNG DÂY
220KV NINH BÌNH – NHO QUAN
I. Tổng quan về trạm biến áp 220 kV Ninh Bình
1. Vai trị của trạm biến áp 220 kV Ninh Bình
Trạm biến áp 220 kV Ninh Bình trực thuộc Truyền tải điện Ninh Bình - Cơng ty
Truyền tải điện 1, đóng trên địa bàn Phường Ninh Khánh - TP. Ninh Bình - Tỉnh Ninh
Bình. Trạm đóng vai trị quan trọng trong hệ thống truyền tải điện miền Bắc. Trạm có
tổng cơng suất 500 MVA trong đó có: 2 MBA 250 MVA – 220/110/22 kV; 09 ngăn lộ
220kV; 15 ngăn lộ 110kV; 08 ngăn lộ 22kV. Tụ bù gồm: 01 tụ bù tĩnh 110kV/56 MVAr.
Nhiệm vụ chính của trạm là cung cấp điện cho các nhà máy Xi Măng của tỉnh, khu công

22


Luận văn thạc sỹ kỹ thuật
nghiệp X18 Nho Quan và cho các nhu cầu kinh tế, chính trị, dân sinh các tỉnh phía Bắc
như: Nam Định, Hà Nam,…
Trạm 220kV Ninh Bình có sơ đồ nhất thứ như phụ lục kèm theo.
2. Tổng quan về hệ thống rơle bảo vệ tại đầu Trạm biến áp 220kV Ninh Bình:
Đường dây 273 Nho Quan (T500NQ) – 272 Ninh Bình (E23.1) tại đầu trạm biến
áp 220kV Ninh Bình có sơ đồ phương thức bảo vệ thể hiện như phụ lục kèm theo.
Hệ thống rơ le bảo vệ tại ngăn lộ 272 bao gồm bảo vệ rơ le đường dây F87L, F21,
F67, F79
+ Bảo vệ rơ le so lệch đường dây F87L loại SEL 311L do hãng SEL sản xuất
+ Bảo vệ rơ le khoảng cách đường dây F21 loại 7SA611 do hãng Siemens sản
xuất.
+ Bảo vệ rơ le quá dòng F67 loại 7SJ622 do hãng Siemens sản xuất.
+ Bảo vệ rơ le tự động đóng lại loại PK341 do hãng AEG sản xuất.
II. Tổng quan về trạm biến áp 500 kV Nho Quan
1. Vai trò của trạm biến áp 500 kV Nho Quan
Trạm biến áp 500 kV Nho Quan trực thuộc Truyền tải điện Ninh Bình - Cơng ty
Truyền tải điện 1, đóng trên địa bàn xã Đồng Phong – huyện Nho Quan - Tỉnh Ninh
Bình. Trạm đóng vai trị quan trọng trong hệ thống truyền tải điện miền Bắc Nam. Trạm
có tổng cơng suất 1750 MVA trong đó có: 02 MBA 450 MVA – 500/220/35 kV; 01
MBA 600 MVA – 500/220/35 kV; 02 MBA 125 MVA – 220/110/10 kV; 05 ngăn lộ
đường dây 500kV; 14 ngăn lộ 220kV; 09 ngăn lộ 110kV; 02 ngăn lộ 35kV. Tụ bù gồm:
02 tụ bù dọc đường dây 500kV/98 MVAr. Nhiệm vụ chính của trạm là cung cấp điện
an toàn liên tục lưới tryền tải điện miền Nam Bắc, cấp điện cho khu công nghiệp Nho
Quan và cho các nhu cầu kinh tế, chính trị, dân sinh các tỉnh phía Bắc như: Hịa Bình,
Hà Nam,…
Trạm 500kV Nho Quan có sơ đồ nhất thứ như phụ lục kèm theo.

2. Tổng quan về hệ thống rơle bảo vệ tại đầu Trạm biến áp 500 kV Nho Quan
Đường dây 273 Nho Quan (T500NQ) – 272 Ninh Bình (E23.1) tại đầu trạm biến
áp 500kV Nho Quan có sơ đồ phương thức bảo vệ thể hiện như phụ lục kèm theo.
Hệ thống rơ le bảo vệ tại ngăn lộ 273 bao gồm như sau:
+ Bảo vệ rơ le so lệch đường dây F87L loại SEL 311L do hãng SEL sản xuất.

23