Định vị sự cố trên đường dây rẽ nhánh dựa trên số liệu đo lường đồng bộ tại hai đầu đường dây

- NGUYỄN XUÂN TÙNG Hà Nội – Năm 2014 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật: Định vị sự cố trên đường dây có rẽ nhánh dựa trên tín hiệu đo lường đồng bộ tại hai đầu đường dây.
- 9 1.1 Ý nghĩa của việc định vị chính xác điểm sự cố trên đƣờng dây tải điện.
- 9 1.2 Tổng quan về các phƣơng pháp định vị sự cố trên đƣờng dây truyền tải.
- 10 1.2.1 Phƣơng pháp định vị sự cố dựa trên tín hiệu đo lƣờng từ một phía.
- 10 1.2.2 Phƣơng pháp định vị sự cố dựa trên tín hiệu đo lƣờng từ hai phía.
- 11 1.2.3 Phƣơng pháp định vị sự cố đối với đƣờng dây có rẽ nhánh.
- 13 1.2.4 Phƣơng pháp định vị sự cố dựa trên nguyên lý sóng lan truyền.
- 14 CHƢƠNG 2 PHƢƠNG PHÁP ĐỊNH VỊ ĐIỂM SỰ CỐ DỰA THEO TÍN HIỆU ĐO LƢỜNG TỪ MỘT PHÍA.
- 16 2.1 Phƣơng pháp định vị sự cố dựa theo tín hiệu đo lƣờng từ một phía.
- 17 2.2 Các yếu tố ảnh hƣởng đến độ chính xác của định vị sự cố theo phƣơng pháp chỉ dựa trên tín hiệu đo lƣờng từ một phía.
- 20 2.2.1 Ảnh hƣởng của điện trở tại điểm sự cố.
- 20 2.2.2 Ảnh hƣởng của dòng tải trên đƣờng dây trƣớc sự cố.
- 25 2.3 Tổng kết các ƣu, nhƣợc điểm của phƣơng pháp định vị sự cố dựa theo tín hiệu đo lƣờng từ một phía.
- 26 CHƢƠNG 3 PHƢƠNG PHÁP ĐỊNH VỊ SỰ CỐ DỰA THEO TÍN HIỆU ĐO LƢỜNG TỪ HAI ĐẦU ĐƢỜNG DÂY VỚI ĐƢỜNG DÂY CÓ RẼ NHÁNH.
- 28 3.1 Nguyên lý định vị sự cố bằng tín hiệu đo lƣờng đồng bộ từ hai đầu đƣờng dây .
- 28 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật: Định vị sự cố trên đường dây có rẽ nhánh dựa trên tín hiệu đo lường đồng bộ tại hai đầu đường dây.
- 2 3.2 Phƣơng pháp định vị sự cố đối với đƣờng dây có rẽ nhánh dựa theo tín hiệu đo lƣờng từ các phía.
- 30 3.2.2 Nguyên lý xác định nhánh đƣờng dây bị sự cố và vị trí điểm sự cố.
- 37 4.1 Công cụ sử dụng và thuật toán định vị sự cố trên đƣờng dây có rẽ nhánh.
- 57 Lập trình Matlab tính toán vị trí điểm sự cố trong trƣờng hợp sử dụng mô hình thông số tập rải.
- 57 Lập trình Matlab tính toán vị trí điểm sự cố trong trƣờng hợp sử dụng mô hình thông số tập trung.
- 62 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật: Định vị sự cố trên đường dây có rẽ nhánh dựa trên tín hiệu đo lường đồng bộ tại hai đầu đường dây.
- Tác giả Trần Quang Trung Luận văn thạc sĩ kỹ thuật: Định vị sự cố trên đường dây có rẽ nhánh dựa trên tín hiệu đo lường đồng bộ tại hai đầu đường dây.
- GPS (Global Positioning System) Hệ thống định vị toàn cầu TTK Thứ tự không TTT Thứ tự thuận TTN Thứ tự nghịch Luận văn thạc sĩ kỹ thuật: Định vị sự cố trên đường dây có rẽ nhánh dựa trên tín hiệu đo lường đồng bộ tại hai đầu đường dây.
- 11 Hình 2 Sơ đồ thay thế của đƣờng dây sự cố.
- 16 Hình 7 Sơ đồ thay thế vòng lặp tính toán tổng trở sự cố pha - pha.
- 18 Hình 8 Sơ đồ thay thế vòng lặp tính toán tổng trở sự cố pha - đất.
- 19 Hình 9 Sơ đồ thay thế vòng lặp tính toán tổng trở sự cố 3 pha - đất.
- 19 Hình 10 Sự cố chạm đất trên đƣờng dây có hai nguồn cấp.
- 25 Hình 14 Sơ đồ nguyên lý của đƣờng dây bị sự cố với hai nguồn cấp.
- 28 Hình 15 Sơ đồ thay thế của đƣờng dây hai nguồn cấp khi sự cố.
- 31 Hình 18 Đƣờng dây rẽ nhánh với sự cố trên một nhánh.
- 42 Hình 27 Sơ đồ nhánh A-T bị sự cố.
- 49 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật: Định vị sự cố trên đường dây có rẽ nhánh dựa trên tín hiệu đo lường đồng bộ tại hai đầu đường dây.
- 17 Bảng 2 Thông số các dòng điện và điện áp 3 pha của hệ thống A ,B,C tong lúc sự cố.
- 48 Bảng 5 Thành phần TTT của dòng điện và điện áp khi sự cố 2 phía A,T.
- 50 Bảng 6 Dòng điện và điện áp ba pha trong khi sự cố của hệ thống A.
- 53 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật: Định vị sự cố trên đường dây có rẽ nhánh dựa trên tín hiệu đo lường đồng bộ tại hai đầu đường dây.
- Xuất phát từ thực tế đó, luận văn đi sâu vào nghiên cứu phƣơng pháp định vị điểm sự cố dựa trên tín hiệu đo lƣờng thu thập đƣợc từ các đầu đƣờng dây có nhánh rẽ (là các bản ghi sự cố trong rơle trang bị tại ba đầu).
- Luận văn thạc sĩ kỹ thuật: Định vị sự cố trên đường dây có rẽ nhánh dựa trên tín hiệu đo lường đồng bộ tại hai đầu đường dây.
- Mô tả sơ lƣợc về ƣu, nhƣợc điểm của các các phƣơng pháp định vị sự cố trên đƣờng dây truyền tải.
- Chƣơng 3: Giới thiệu nguyên lý định vị sự cố dựa theo tín hiệu đo lƣờng từ hai đầu đƣờng dây.
- Giới thiệu nguyên lý định vị sự cố dựa theo tín hiệu đo lƣờng từ các phía của đƣờng dây rẽ nhánh.
- 10 Xuất phát từ thực tế đó, cần có các nghiên cứu làm rõ ƣu điểm và thuật toán đƣợc sử dụng trong việc định vị sự cố dựa theo tín hiệu đo lƣờng từ hai và ba đầu đƣờng dây.
- Định vị sự cố chỉ dựa trên tín hiệu đo lƣờng từ một phía của đƣờng dây.
- Định vị sự cố dựa trên tín hiệu đo lƣờng từ cả hai phía của đƣờng dây.
- Định vị sự cố dựa trên tín hiệu đo lƣờng từ cả ba phía của đƣờng dây - Định vị sự cố dựa trên hiện tƣợng sóng lan truyền.
- 1.2.1 Phương pháp định vị sự cố dựa trên tín hiệu đo lường từ một phía Phƣơng pháp này chính là thuật toán đƣợc sử dụng trong các rơle bảo vệ khoảng cách thông dụng.
- Ảnh hƣởng của hồ quang tại điểm sự cố.
- Ảnh hƣởng của tải trƣớc sự cố trên đƣờng dây.
- 1.2.2 Phương pháp định vị sự cố dựa trên tín hiệu đo lường từ hai phía Phƣơng pháp này sử dụng tín hiệu đo lƣờng từ hai đầu của đƣờng dây tải điện .
- Nguyên lý định vị sự cố theo tín hiệu hai đầu: Xét sự cố xảy ra tại điểm F, cách trạm A một khoảng là x.
- Hình 1 Sơ đồ nguyên lý của đường dây bị sự cố với hai nguồn cấp RFIA IABAIFx(1-x) Luận văn thạc sĩ kỹ thuật: Định vị sự cố trên đường dây có rẽ nhánh dựa trên tín hiệu đo lường đồng bộ tại hai đầu đường dây.
- 12 Sơ đồ thay thế đơn giản (bỏ qua tổng dẫn) của đƣờng dây trên trong trƣờng hợp sự cố nhƣ trên Hình 2.
- Điện áp UF tại điểm sự cố có thể tính theo: **F A A DU U I x Z F B B DU U I x Z.
- [1.3] Khoảng cách đến điểm sự cố đƣợc tính ra từ phƣơng trình trên.
- [1.4] Phƣơng trình trên có thể áp dụng cho mọi trƣờng hợp sự cố.
- Phƣơng pháp định vị sự cố dựa theo tín hiệu đo lƣờng đồng bộ từ hai đầu đƣờng dây có ƣu điểm hơn so với chỉ dùng tín hiệu từ một đầu: x*ZDRFUAIFUFIAAF(1-x)*ZDIBBUB Luận văn thạc sĩ kỹ thuật: Định vị sự cố trên đường dây có rẽ nhánh dựa trên tín hiệu đo lường đồng bộ tại hai đầu đường dây.
- Sự cố có thể xuất hiện tại bất kỳ điểm nào trên đƣờng dây AT, BT hoặc CT.
- trong đó: x: khoảng cách đến điểm sự cố l: tổng chiều dài đƣờng dây c: vận tốc ánh sáng (299.792m/s) Luận văn thạc sĩ kỹ thuật: Định vị sự cố trên đường dây có rẽ nhánh dựa trên tín hiệu đo lường đồng bộ tại hai đầu đường dây.
- 16 CHƢƠNG 2 PHƢƠNG PHÁP ĐỊNH VỊ ĐIỂM SỰ CỐ DỰA THEO TÍN HIỆU ĐO LƢỜNG TỪ MỘT PHÍA 2.1 Phƣơng pháp định vị sự cố dựa theo tín hiệu đo lƣờng từ một phía.
- 2.3 Tổng kết các ƣu, nhƣợc điểm của phƣơng pháp định vị sự cố dựa theo tín hiệu đo lƣờng từ một phía Ƣu và nhƣợc điểm của phƣơng pháp này.
- Chƣơng tiếp theo sẽ trình bày chi tiết nguyên lý làm việc của phƣơng pháp định vị sự cố dựa trên tín hiệu đo lƣờng từ hai đầu đƣờng dây, đồng thời sẽ nêu ra các vấn đề cần giải quyết khi sử dụng phƣơng pháp này cho các đƣờng dây có rẽ nhánh.
- Nguyên lý định vị sự cố dựa theo tín hiệu hai đầu: Xét sự cố xảy ra tại điểm F, cách trạm A một khoảng là x.
- Điện áp UF tại điểm sự cố có thể tính theo: RFIA IABAIFx(1-x)x*ZDRFUAIFUFIAAF(1-x)*ZDIBBUB Luận văn thạc sĩ kỹ thuật: Định vị sự cố trên đường dây có rẽ nhánh dựa trên tín hiệu đo lường đồng bộ tại hai đầu đường dây.
- [3.3] Khoảng cách đến điểm sự cố đƣợc tính ra từ phƣơng trình trên.
- [3.4] Phƣơng trình trên có thể áp dụng cho mọi trƣờng hợp sự cố.
- Phƣơng pháp định vị sự cố dựa theo tín hiệu đo lƣờng đồng bộ từ hai đầu đƣờng dây có ƣu điểm hơn so với chỉ dùng tín hiệu từ một đầu.
- Trong thực tế còn nhiều biến thể của phƣơng pháp này, tùy theo tín hiệu đo lƣờng có đầy đủ hay không đầy đủ, có cần thông tin của tổng trở đƣờng dây hay không… Luận văn thạc sĩ kỹ thuật: Định vị sự cố trên đường dây có rẽ nhánh dựa trên tín hiệu đo lường đồng bộ tại hai đầu đường dây.
- Các thuật toán tính toán định vị sự cố đã đƣợc giới thiệu trong nhiều tài liệu tham khảo, các thuật toán này có thể dựa trên tín hiệu đo lƣờng từ một phía hoặc hai phía.
- Hệ thốngBHệ thốngAHệ thốngCCBTBUBIRơleBUBIRơleBUBIRơleA Hình 16 Sơ đồ hệ thống đề xuất nghiên cứu trong luận văn Nội dung nghiên cứu đề xuất đƣợc thể hiện trên lƣợc đồ sau đây Luận văn thạc sĩ kỹ thuật: Định vị sự cố trên đường dây có rẽ nhánh dựa trên tín hiệu đo lường đồng bộ tại hai đầu đường dây.
- Bước 2: Xác định vị trí sự cố bằng phương pháp định vị sự cố dựa theo tín hiệu đo lường từ hai phía khi đã biết nhánh sự cố (AT, BT hoặc CT).
- [3.6] Tƣơng tự cho sự cố xảy ra ở nhánh BT hoặc CT Luận văn thạc sĩ kỹ thuật: Định vị sự cố trên đường dây có rẽ nhánh dựa trên tín hiệu đo lường đồng bộ tại hai đầu đường dây.
- Sau khi xác định đƣợc đoạn đƣờng dây bị sự cố thì bài toán chuyển thành xác định sự cố dựa trên tín hiệu đo lƣờng từ hai phía (mục 3.1).
- Thuật toán xác định vị trí sự cố dựa theo mô hình thông số rải của đƣờng dây Ví dụ, đã xác định đƣợc sự cố là trên nhánh AT (Hình.
- thì bài toán chuyển thành định vị sự cố cho đƣờng dây với tín hiệu đo từ hai đầu A và T với dòng điện và điện áp đo đƣợc là (VA , IA.
- [3.11] Thuật toán xác định vị trí sự cố dựa theo mô hình thông số tập trung của đƣờng dây [9] Trong mục này giả thiết trong tính toán định vị sự cố sử dụng mô hình đường dây với thông số tập trung.
- Thực tế đường dây vận hành với mô hình thông số rải, Luận văn thạc sĩ kỹ thuật: Định vị sự cố trên đường dây có rẽ nhánh dựa trên tín hiệu đo lường đồng bộ tại hai đầu đường dây.
- Sau khi tìm ra nhánh sự cố là nhánh A-T thì dòng điện và điện áp ở hai đầu đƣờng dây đã biết.
- [3.13] Luận văn thạc sĩ kỹ thuật: Định vị sự cố trên đường dây có rẽ nhánh dựa trên tín hiệu đo lường đồng bộ tại hai đầu đường dây.
- 0 [3.15] Luận văn thạc sĩ kỹ thuật: Định vị sự cố trên đường dây có rẽ nhánh dựa trên tín hiệu đo lường đồng bộ tại hai đầu đường dây.
- Phần mô phỏng về sự cố và thông số đƣờng dây, hệ thống điện.
- Tùy chỉnh Góc pha Công suất cơ sở dùng trong tính toán Tùy chỉnh 100 MVA Luận văn thạc sĩ kỹ thuật: Định vị sự cố trên đường dây có rẽ nhánh dựa trên tín hiệu đo lường đồng bộ tại hai đầu đường dây.
- Thời điểm sự cố kết thúc: 0,6 s.
- Số liệu trong khi sự cố thu đƣợc từ mô phỏng (dòng điện và điện áp tính theo Ampe và Volt): Bảng 2 Thông số các dòng điện và điện áp 3 pha của hệ thống A ,B,C tong lúc sự cố Ký hiệu Giá trị (số phức) Diễn giải I1Apost -2.8344e e+003i Dòng điện và điện áp ba pha (A, B, C) trong khi sự cố (post) Hệ thống A I1Bpost -7.0683e e+002i I1Cpost 4.9157e e+002i V1Apost 1.2803e e+005i Luận văn thạc sĩ kỹ thuật: Định vị sự cố trên đường dây có rẽ nhánh dựa trên tín hiệu đo lường đồng bộ tại hai đầu đường dây.
- Các giá trị dòng điện và điện áp đƣợc sử dụng là giá trị trong khi sự cố.
- Điện áp điểm T nếu tính tới từ đầu C Luận văn thạc sĩ kỹ thuật: Định vị sự cố trên đường dây có rẽ nhánh dựa trên tín hiệu đo lường đồng bộ tại hai đầu đường dây.
- Bước 04: Tính toán vị trí sự cố dựa theo mô hình thông số rải Sau khi đã xác định đƣợc nhánh đƣờng dây bị sự cố (nhánh AT) thì bài toán trở thành định vị sự cố dựa theo tín hiệu đo lƣờng từ hai đầu đƣờng dây.
- 50 Các thông số đã tính đƣợc: Bảng 5 Thành phần TTT của dòng điện và điện áp khi sự cố 2 phía A,T.
- sai số của phép tính toán định vị sự cố là 0.023.
- Nhánh đƣờng dây AT có chiều dài 100km, số liệu tính toán về tổng trở, tổng dẫn cho 50km đƣờng dây AT đƣợc phần mềm PSCAD tính ra nhƣ sau: Luận văn thạc sĩ kỹ thuật: Định vị sự cố trên đường dây có rẽ nhánh dựa trên tín hiệu đo lường đồng bộ tại hai đầu đường dây.
- Bước 06: Tính toán định vị sự cố theo nguyên lý của bảo vệ khoảng cách dựa theo tín hiệu đo lường từ một phía Đƣờng dây AT dài 100km  thành phần điện kháng tổng của đƣờng dây là: XAT Ω).
- Rơle khoảng cách định vị sự cố dựa theo thành phần điện kháng của tổng trở đo đƣợc  Xsự cố=20.016 (Ω).
- vị trí sự cố là: AF sucoATXdX.
- Phƣơng pháp định vị sự cố dựa theo tín hiệu đo lƣờng từ hai phía cho độ chính xác cao hơn hẳn so với phƣơng pháp chỉ sử dụng tín hiệu đo lƣờng từ một phía (0,33% so với 5,44.
- Phƣơng thức tính toán đối với phƣơng pháp định vị sự cố dựa theo tín hiệu đo lƣờng từ hai phía là phức tạp hơn.
- Tổng trở nguồn không ảnh hƣởng đến các thuật toán định vị điểm sự cố.
- Có thể sử dụng mô hình thông số tập trung của đƣờng dây trong các tính toán, tuy nhiên việc sử dụng mô hình này sẽ có sai số tính toán lớn hơn so Luận văn thạc sĩ kỹ thuật: Định vị sự cố trên đường dây có rẽ nhánh dựa trên tín hiệu đo lường đồng bộ tại hai đầu đường dây.
- Trong luận văn đã sử dụng tất cả dòng điện và điện áp của cả ba pha từ các phía đƣờng dây có rẽ nhánh để tìm góc đồng bộ và vị trí sự cố.
- d=atanh(M/N)/(gama1*L1) abs(d) Luận văn thạc sĩ kỹ thuật: Định vị sự cố trên đường dây có rẽ nhánh dựa trên tín hiệu đo lường đồng bộ tại hai đầu đường dây

Xem thử không khả dụng, vui lòng xem tại trang nguồn
hoặc xem Tóm tắt