Xây dựng hệ thống truyền kết quả đo lường trên mạng điện lưới

Khả năng và những hạn chê của các ứng dụng cổ điển... Chương 3 • Hệ thổng cung câp điện năng và một số đặc tính cơ bảnChương 3 HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN NĂNG VÀ MÔT SỐ ĐẶC TÍNH c ơ BẢN 3.1

Mục lục

NỘI DUNG

Chưưng 2 Lịch sử phát triển của truyền thông trẽn mạng điện lưới 6

Chương 3 Hệ thống cung cấp điện năng và một sỏ đặc tính cơ bản 19

3.1 C ấ u trú c đ iệ n v à d ạ n g h ìn h h ọ c T ô p ô c ủ a m ạ n g đ iệ n lư ớ i 19

5.1 G h é p n ố i tín h iệ u , đ ộ s u y g iả m củ a tín h iệ u và trở k h á n g t r u y 5 0

n h ậ p

Chương 6 Thử nghiệm một sô ứng dụng đo lường và điều khiển 59

trên mạng điện lưới

6.1 M ộ t s ố th ử n g h iệ m c ó th ể tr iể n k h a i v ớ i cá c m ô đ e m P L C tro n g 59

lĩn h vự c đ o lư ờ ng và đ iề u k h iể n

6 2 H ệ th ố n g đ o n h iệ t đ ộ trê n m ạ n g đ iệ n lư ớ i 61

6 3 M ộ t s ố k ế t q u ả thự c n g h iệ m v à th ả o lu ậ n đ á n h g iá 6 6

Chương 1 • Giới thiệu

Chương 1

GIỚI TH IỆU

V iệ c k ế t n ố i v ớ i In te rn e t m ộ t n g à y n à o đ ó c ó th ể được thự c h iệ n k h á dễ d à n g b ằn g

c á c h c ấ m th ẳ n g v à o ổ đ iệ n g ắn trê n tư ờ ng T ru y ề n th ô n g q u a m ạ n g đ iệ n lư ớ i (P L C )

sử d ụ n g cá c đ ư ờ n g d â y đ iệ n h iệ n c ó để tr u y ề n th ô n g q u ả n g bá trê n c á c m ô i trư ờ n g

m ạ n g tr o n g n h à , c u n g c ấ p các d ịc h vụ tru y ề n th ô n g c h o g ia đ ìn h và cá c d ịc h vụ tru y ề n th ô n g th ư ơ n g m ạ i

M ặ c d ù tru y ề n th ô n g q u a m ạ n g đ iệ n lư ớ i c ó n h iề u đặc đ iể m ưu v iệ t n hư ng

c h ú n g ta c ũ n g k h ô n g k h ỏ i b ă n k h o ă n k h i n h ắ c đ ế n các v ấ n đề về k in h tế và các

k h o ả n đ ầ u tư đ ã và đ a n g p h ả i c h i trả để d u y t r ì sự tổ n tạ i c h o tru y ề n th ô n g q u a m ạ n g

đ iệ n lư ớ i tr o n g m ộ t th ờ i g ia n d à i N h ữ n g v ấ n đề n à y sẽ g â y ra k h ô n g ít trở n g ạ i c h o

v iệ c p h á t t r iể n hệ th ố n g tru y ề n th ô n g n à y tro n g tư ơ ng la i C h ỉ c h o đ ế n k h i cá c c h u ẩ n

và cá c q u y đ ịn h đ ầ y đ ủ về tru y ề n th ô n g q u a m ạ n g đ iệ n lư ớ i được đưa ra th ì k h i đ ó

m ạ n g đ iệ n lư ớ i sẽ g ắ n c h ặ t v ớ i c u ộ c s ố n g c ủ a c o n ngư ờ i n hư là m ộ t c ô n g n g h ệ p hù

hợ p n h ấ t

T r u y ề n th ô n g q u a m ạ n g đ iệ n lư ớ i được n g h iê n cứu c á c h đ â y k h o ả n g 8 0 năm

T ro n g k h i c á c m ạ n g đ iệ n lư ớ i về c h ủ y ế u được th iế t k ế v ớ i m ụ c đ íc h tru y ề n d ẫ n đ iệ n

n ă n g ít m ấ t m á t tiê u h a o m à k h ô n g c ầ n q u a n tâ m đ ế n các y ê u c ầ u về tru y ề n th ô n g

T u y v ậ y , n ó đ ã sớ m đ ạ t được v iệ c tr u y ề n tả i đ iệ n n ă n g ít tiê u h a o và tru y ề n d ữ liệ u

c ó th ể t in c ậ y c ù n g m ộ t lú c v ớ i m ộ t m ứ c c h ấ t lư ợ n g c ó th ể c h ấ p n h ậ n được B an đầu ,

c h ỉ c ó c á c ứ n g d ụ n g c u n g c ấ p đ iệ n (P S U ) m ớ i c ó đ e m lạ i lợ i n h u ậ n , n h ư n g g ầ n đ â y tìn h h ìn h n à y đ ã d ần d ầ n được th a y đ ổ i B ên c ạ n h cá c ứ ng d ụ n g c u n g c ấ p đ iệ n ,

m ạ n g đ iệ n lư ớ i c ũ n g c ó th ể c ó các ứng d ụ n g tru y ề n th ô n g đ á n g g iá k h á c đ e m lạ i các

k h o ả n lợ i n h u ậ n lớ n c h o cá c n hà đ ầu tư

T h u ậ t n g ữ "m ạ n g đ iệ n lư ớ i" đ ã được sử d ụ n g để ám c h í m ô i trư ờ n g , ở đ â y là

m ô i trư ờ n g tr u y ề n dẫn Đ ã c ó n h iề u sự m iê u tả về th u ậ t n g ữ n à y n h ư n g k h ô n g có

m iê u tả n à o đ ủ sức th u y ế t p h ụ c để d iễ n đ ạ t được b ả n c h ấ t c ủ a c ô n g n g h ệ n à y và các

k h ả n ă n g ứ n g d ụ n g c ủ a n ó đ ố i v ớ i các m ụ c đ íc h c ô n g c ộ n g B ên c ạ n h đ ó , các n hà

c h u y ê n m ô n c ũ n g k h ô n g m ấ y g ắn b ó v ó i v ấ n đề n à y v ì m ạ n g đ iệ n lư ớ i k h ô n g p h ả i là

m ô i trư ờ n g d u y n h ấ t c ó th ể d ù n g c h o tru y ề n th ô n g Đ â y là lý d o tạ i sao v iệ c n g h iê n

1

-Chương 1 • Giới thiệu

cứ u và p h á t tr iể n m ạ n g đ iệ n lư ớ i lạ i c ó m ộ t sự tồ n tạ i k h ô n g rõ rệ t c h o đ ến tậ n n g à y

n a y C á c q u y đ ịn h g iớ i h ạn vể v ấ n đề d ả i tầ n số c ó th ể sử d ụ n g được và cá c m ứ c tru y ể n d ẫ n c ó th ể c h ấ p n h ậ n được c ũ n g đã là m n ả n lò n g c ô n g v iệ c p h á t tr iể n các ứng

d ụ n g c ủ a m ạ n g đ iệ n lư ớ i V à th ự c tế c ũ n g chư a c ó sự đ ầ u tư k in h tế n à o thự c sự có

tầ m cỡ để c ó th ể h ìn h th à n h m ộ t h à n h la n g h o ạ t đ ộ n g c h o m ạ n g đ iệ n lư ớ i g iố n g như

n h ữ n g h à n h la n g h o ạ t đ ộ n g tr o n g cá c lĩ n h vự c c ô n g n g h ệ k h á c n h ờ th ế m ạ n h củ a các

c h u ẩ n v à c á c q u y đ ịn h

V iệ c b ã i b ỏ c á c q u y đ ịn h về tr u y ề n th ô n g và cá c th ị trư ờ n g n ă n g lư ợ n g đã được

b ắ t đ ầ u từ n ă m 1 9 9 8 T ừ đ ó , P S U p h ả i đ ố i m ặ t v ớ i sự c ạ n h tra n h tro n g tư ơ ng la i về

t h ị trư ờ n g c u n g c ấ p đ iệ n và h ọ m u ố n m ở m ộ t lĩn h vự c k in h d o a n h m ớ i th ô n g q u a

v iệ c tă n g tiề m lự c tro n g t h ị trư ờ n g v iễ n th ô n g Sản p h ẩ m “ đ iệ n ” c ó th ể được m ở

rộ n g th ê m cá c d ịc h vụ tă n g g iá t r ị, c h ẳ n g hạn n h ư đ ọ c c ô n g tơ đ iệ n tự đ ộ n g từ xa,

lậ p k ế h o ạ c h g iá cả , th u ế q u a n h o ặ c các d ịc h vụ k h á c tro n g lĩn h vự c tự đ ộ n g hoá

n h ằ m m ụ c đ íc h c ủ n g c ố và p h á t triể n số lư ợ n g th u ê b ao c ủ a họ V iệ c sử d ụ n g m ạ n g

đ iệ n lư ớ i tr o n g p h ạ m v i c ụ c b ộ c ù n g m ứ c đ iệ n áp được g ọ i là " la s t m ile " th ư ờ n g đ e m

lạ i cá c d ịc h v ụ v iễ n th ô n g th ú v ị hơn Đ iề u n à y c h o p h é p ngư ờ i d ù n g c ó th ể th a y đ ổ i

lu â n p h iê n m ô i trư ờ n g tru y ề n th ô n g tro n g cá c m ạ n g v iễ n th ô n g q u ố c g ia h iệ n c ó ,

c h ẳ n g h ạ n n h ư D e u ts c h e T e le k o m ở Đ ứ c , v ớ i tấ t c ả các lo ạ i d ịc h v ụ n h ư th o ạ i, fa x

v à d ữ liệ u , đặc b iệ t là d ịc h v ụ t r u y c ậ p In te rn e t tố c đ ộ c a o đã được th ử n g h iệ m lu â n

c h u y ể n trê n c á c m ạ n g tru y ề n th ô n g n h ằ m đ e m lạ i g iá th à n h t r u y c ậ p rẻ n h ấ t c h o

k h á c h h à n g H ơ n th ế nữa, c h ú n g ta c ó th ể k h a i th á c các đư ờ ng đ iệ n tro n g n h à n hư là

c á c m ạ n g c ụ c b ộ tố c đ ộ c a o m a n g cá c th ô n g t in về â m th a n h và h ìn h ảnh số hoá

tr o n g cá c d ữ liệ u k h á c C ác n h à k h o a h ọ c trê n th ế g iớ i h iệ n đ a n g h ế t sức q u a n tâ m

đ ế n đ ề tà i n à y , tr o n g đ ó p h ả i đ ặc b iệ t c h ú ý tớ i c á c n h ó m n g h iê n cứ u ở T ậ p đ oà n

H o m e P lu g ( M ỹ ) v à ch ư ơ n g tr ìn h C á c c ô n g n g h ệ x ã h ộ i th ô n g t in (1ST - I n fo r m a tio n

S o c ie ty T e c h n o lo g ie s ) c ủ a L iê n m in h C h â u  u [1 ]

C á c k h ả n ă n g v à tầ m q u a n trọ n g c ủ a m ạ n g đ iệ n lư ớ i sẽ là n h ữ n g v ấ n đề hết sức

c ơ b ả n v à b a o t r ù m m ộ t p h ạ m vi rộ n g lớ n đ ến n ỗ i c h ú n g ta k h ó m à đ o á n trư ớ c được

G iá t r ị c ủ a cá c đ ư ờ n g tru y ề n th ô n g m ớ i tro n g p h ạ m v i m ạ n g c ụ c b ộ được x â y d ự n g trê n c ơ sở m ạ n g đ iệ n lư ớ i đ ã được c ô n g n h ậ n b ở i P S U và n g à n h c ô n g n g h iệ p H à n g

lo ạ t c ô n g tr ìn h n g h iê n cứu v à k iể m tra đ ã c h o th ấ y rằ n g d u n g lư ợ n g k ê n h c ủ a các

m ạ n g p h â n p h ố i đ iệ n th ô n g th ư ờ n g ở cá c m ứ c hạ th ế và tru n g th ế c h o p h é p tru y ề n

d ữ liệ u v ớ i tố c đ ộ d ữ liệ u lê n tớ i v à i tră m M b its /s , v ớ i g iả i tầ n s ố k h o ả n g 2 0 M H z

D o đ ó , m ạ n g đ iệ n lư ớ i sẽ c ó th ê m cá c ứ ng d ụ n g tru y ề n th ô n g q u a n trọ n g đ e m lạ i

Chương 1 • Giới thiệu

n h iề u g iá t r ị k in h tế lớ n - lấ y v í d ụ , t r u y c ậ p In te rn e t từ c á c ổ c ắ m đ iệ n trê n tường

V ì th ế , cơ sở th ô n g t in v à k iế n thứ c lớ n n h ấ t th ế g iớ i c ó th ể được tru y ề n tả i k h ắ p m ọ i

n ơ i v à đư ợ c đư a đ ế n m ọ i n gư ờ i trê n th ế g iớ i th ô n g q u a cơ sở hạ tầ n g lớ n n h ấ t là

m ạ n g lư ớ i đ iệ n lự c V iệ c g iá th à n h tr u y c ậ p ca o đ ã và đ a n g g â y trở n g ạ i c h o n h iề u ngư ờ i d ù n g In te r n e t c ũ n g c ó th ể sẽ k h ô n g c ò n là v ấ n đề cầ n q u a n tâ m V ớ i tru y ề n

th ô n g trê n m ạ n g lư ớ i đ iệ n lư ớ i th ì g iá th à n h tr u y n h ậ p In te rn e t sẽ được g iả m đ i đ á n g

v iệ c tiê u th ụ đ iệ n n ă n g từ cá c ổ c ắ m đ iệ n trê n tư ờ ng

T ấ t n h iê n , cá c ứ ng d ụ n g trê n cá c m ạ n g đ iệ n lư ớ i là c ó g iớ i h ạ n b ở i v ì k h i

c h iế m c h ỗ d ả i tầ n s ố k h o ả n g từ 9 k H z đ ế n trê n 2 0 M H z th ì cá c d ịc h v ụ h iệ n tạ i như

cá c d ả i tầ n s ố â m th a n h s ó n g n g ắ n , s ó n g tru n g , s ó n g d à i và c á c d ả i tầ n â m th a n h

3

-Chương 1 • Giới thiệu

n g h iệ p d ư sẽ b ị b a o p h ủ Đ ể x á c đ ịn h tầ n s ố và q u y ế t đ ịn h các g iớ i hạn về m ứ c

n g ư ờ i ta sẽ p h ả i thự c h iệ n các g iả i p h á p th íc h hợp D o tru y ề n th ô n g q u a các m ạ n g

đ iệ n lự c c h ủ y ế u dựa v à o c á c đứ ờ ng d â y đ iệ n c h o n ên p h ả i tìm ra các g iả i p h á p th íc h

h ợ p để n g ă n cả n h iệ n tư ợ ng bức x ạ tín h iệ u q u á c a o k h ô n g th ể c h ấ p n h ậ n được Đ iề u

q u a n tr ọ n g h iệ n n a y là p h ả i là m sao để đ ả m bảo được tín h tư ơ ng th íc h về đ iệ n từ trư ờ n g ( E M C )

N h iề u c h u y ê n g ia đ ã k h u y ế n n g h ị c h o tấ t cả n h ữ n g n gư ờ i sử d ụ n g đ iệ n về

n h ữ n g ứ ng d ụ n g h ấ p d ẫn m à tru y ề n th ô n g q u a m ạ n g đ iệ n lư ớ i c ó th ể c u n g cấp V ì

rằ n g n ă n g s u ấ t c ủ a tru y ề n th ô n g q u a m ạ n g đ iệ n lư ớ i c h o p h é p tr u y ề n d ẫ n vớ i tố c đ ộ

d ữ liệ u th e o lý th u y ế t đ ạ t trê n 100 M b its /s c ó th ể dễ d à n g tô vẽ nên tiề m n ă n g đ ổ i

m ớ i k h ổ n g lổ m à c ó th ể được sử d ụ n g để tạ o ra cá c g iá t r ị k in h tế đ á n g kể C ù n g lú c

đ ó , cá c n h à lã n h đ ạ o c ủ a cá c c ô n g ty đ iệ n lự c và n h iề u v iệ n n g h iê n cứu đ ã th ô n g báo

rằ n g tr u y ề n th ô n g q u a m ạ n g đ iệ n lự c c ó th ể trở n ê n th ô n g d ụ n g và c ó m ặ t k h ắ p m ọ i

n ơ i g iố n g n h ư v iệ c sử d ụ n g điện-.năng tro n g sản x u ấ t và s in h h o ạ t h à n g n g à y

L u ậ n v ă n n à y được thự c h iệ n v ớ i m o n g m u ố n đ ó n g g ó p m ộ t p hầ n n h ỏ v à o v iệ c

th ú c đ ẩ y sự p h á t tr iể n hư ớ ng triể n k h a i tru y ề n th ô n g trê n m ạ n g đ iệ n lư ớ i Q u a đ â y

tá c g iả c ũ n g m u ố n k h á m phá ra m ộ t m ố i liê n hệ tr u n g g ia n g iữ a lý Ih u y ế t k h o a h ọ c

v à th ự c tế về k h ả n ă n g tru y ề n th ô n g trê n m ạ n g đ iệ n lư ớ i v ớ i m ụ c đ íc h x â y dự ng

đư ợc m ộ t s ố ứ ng d ụ n g th ự c tế c ó íc h tro n g lĩn h vự c n ày

Đ ể n g h iê n cứ u và tìm h iể u k ỹ hơ n về cá c đ ặ c tín h c ũ n g n h ư c á c k h ả n ăn g

tr u y ề n th ô n g c ủ a m ạ n g đ iệ n lư ớ i, tro n g k h u ô n k h ổ lu ậ n v ă n n à y tá c g iả đã thự c h iệ n

v iệ c x â y d ự n g k h ả n ă n g tr u y ề n dữ liệ u đ o lư ờ n g th ô n g q u a m ạ n g đ iệ n lư ớ i V iệ c

tr u y ề n k ế t q u ả đ o lư ờ n g trê n m ạ n g đ iệ n lư ớ i đ e m lạ i n h iề u tiệ n íc h c h o cá c hệ đo,

đ ặ c b iệ t là k h i c h ú n g ta c ầ n đ o các th ô n g s ố về m ô i trư ờ n g h a y cá c th ô n g s ố c ủ a m ộ t

s ố th iế t b ị m á y m ó c tro n g các to à nhà V ớ i hệ th ố n g đ o lư ờ n g q u a m ạ n g đ iệ n lư ớ i

th ự c sự g iú p c h o c h ú n g ta tr iể n k h a i các ứng d ụ n g v ớ i g iá th à n h rấ t th ấ p v à tín h tiệ n

lợ i n h ờ n h ữ n g c ơ sở h ạ tầ n g sẩn c ó c ủ a m ạ n g đ iệ n lư ớ i tro n g g ia đ ìn h C h ỉ vớ i m ộ t

th a o tá c c ắ m ổ c ắ m đ iệ n tạ i cá c v ị t r í c ầ n đ o và v ị t r í cầ n lấ y k ế t q u ả th e o cá ch sử

d ụ n g đ iệ n n ă n g th ô n g th ư ờ n g là c h ú n g ta đã c ó n g a y được m ộ t hệ đ o từ x a tru y ề n

q u a m ạ n g đ iệ n lư ớ i H ệ th ố n g c h ỉ b ao g ồ m cá c m ô đ e m P L C và c á c m ô đ u n đ o lư ờ ng

đ ư ợ c x â y d ự n g k h á đơ n g iả n , dễ sử d ụ n g M ộ t cặ p m ô đ e m P L C n à y k h i k ế t n ố i trê n trư ờ n g đ iệ n lư ớ i c ó th ể c h o ta th ự c h iệ n tru y ề n th ô n g dữ liệ u h a i c h iề u v ớ i tố c đ ộ lê n

tớ i 1 2 0 0 bps V iệ c sử d ụ n g k ỹ th u ậ t đ iề u c h ế F S K n h ằ m đ ả m b ảo tín h k h á n g n h iễ u

Chương 1 • Giới thiệu

ca o v à tr u y ề n th ô n g t in cậ y T ầ n số s ó n g m a n g và tố c đ ộ dư liệ u c ũ n g p h ả i được tín h

to á n h ế t sức k ỹ lư ỡ n g để đạt được k h o ả n g cá c h tru y ề n th ô n g là d à i n hấ t

V ớ i m ô đ e m P L C n à y c h ú n g ta c ũ n g c ó th ể tr iể n k h a i cá c ứng d ụ n g g iá m sát,

đ iề u k h iể n v à tru y ề n th ô n g d ữ liệ u trê n m ạ n g đ iệ n lư ớ i, c h ẳ n g h ạ n n h ư đ iề u k h iể n

đ è n đ iệ n , đ ọ c c ô n g tơ đ iệ n tự đ ộ n g , đ á n h d ấ u và h iể n th ị các th ô n g t in , cá c hệ th ố n g

c h ỉ b á o , cá c hệ th ố n g cả n h b á o c h ố n g trộ m và b á o c h á y và các ứng d ụ n g k h á c T á c

g iả c ũ n g h y v ọ n g rằ n g n h ữ n g ứ ng d ụ n g n à y c ó th ể được triể n k h a i rộ n g rã i trê n thự c

tê đ e m lạ i h iệ u q u ả k in h tế c ũ n g n h ư tín h tiệ n lợ i c h o n gư ờ i d ù n g , k h i đ ó ch ắ c c h ắ n

rằ n g tr u y ề n th ô n g trê n m ạ n g đ iệ n lư ớ i k h ô n g c ò n là vấ n đề x a lạ v ớ i c u ộ c s ố n g củ a

c o n n g ư ờ i

5

-Chương 2 • Lịch eủ phát triền của PLC

C h ư ơ n g 2

LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CỦA PLC

2.1 Khả năng và những hạn chê của các ứng dụng cổ điển.

M ạ n g đ iệ n lư ớ i được sử d ụ n g c h o v iệ c tru y ề n th ô n g d ữ liệ u n g a y sau k h i bắt

đ ầ u c ô n g c u ộ c đ iệ n k h í hoá T ừ n h ữ n g n ă m 192 0 , tạ i cá c p h ò n g th í n g h iệ m ở C h â u

 u đã tiế n h à n h th ử n g h iệ m tru y ề n tín h iệ u th o ạ i trê n đư ờ ng d â y đ iệ n c a o th ế Sở d ĩ

v iệ c tr u y ề n th ô n g trê n m ạ n g đ iệ n lư ớ i c ó tín h h ấp d ẫ n m ạ n h cá c n h à đ ầ u tư là v ì các

n g u y ê n n h â n b ắ t n g u ồ n từ lịc h sử

C h ú n g ta b iế t rằ n g để d u y t r ì và ổ n đ ịn h được hệ th ố n g c u n g c ấ p đ iệ n cao th ế trê n p h ạ m v i r ộ n g lớ n th ì n h iệ m v ụ h à n g đ ầ u đ ặ t ra ià p h ả i liê n tụ c d u y t r ì c ô n g tác

q u ả n lý v ậ n h à n h , k iể m tra , sửa chữ a v à k h ắ c p h ụ c c á c sự c ố C ô n g v iệ c n à y đ ò i h ỏ i

p h ả i c ó m ộ t k ê n h th ô n g t in h a i c h iề u liê n tụ c và tứ c th ờ i T h í d ụ , c h ú n g ta p h ả i th iế t

lậ p các k ê n h th ô n g t in g iữ a n h à m á y p h á t đ iệ n , cá c trạ m b iế n th ế , c á c th iế t b ị

c h u y ể n m ạ c h và c á c đ iể m k ế t n ố i trê n m ạ n g h a y c á c đ iể m k ế t n ố i g iữ a cá c m ạ n g vớ i

n h a u T u y n h iê n , tạ i th ờ i đ iể m đ ó chư a c ó m ạ n g đ iệ n th o ạ i n à o c ó th ể b a o p h ủ toà n

b ộ các k h u d â n cư , cá c k h u c ô n g n g h iệ p c ũ n g n h ư cá c đ iể m tr ọ n g y ế u củ a m ạ n g

đ iệ n lư ớ i n h ư đ ã k ể trê n T h ậ m c h í c h o đ ến b â y g iờ v ẫ n c ò n n h iề u đ iể m trọ n g yế u

c ủ a m ạ n g đ iệ n c a o th ế c ó n h u cầ u tru y ề n th ô n g d ữ liệ u và tra o đ ổ i th ô n g t in vẫ n chư a đư ợc k ế t n ố i th ô n g q u a các m ạ n g đ iệ n th o ạ i Đ ó là chư a k ể đ ế n các n h u cầu k ế t

n ố i để đ o lư ờ n g v à k iể m tra g iá m sát từ xa T ạ i n h ữ n g đ iể m đã c ó k ế t n ố i đ iệ n th o ạ i

th ì n g ư ờ i ta c ũ n g k h ô n g k h ỏ i lo lắ n g về vấ n đề g iá n đ o ạ n th ô n g tin M ỗ i k h i x ả y ra

h iệ n tư ợ n g g iá n đ o ạ n th ô n g t in d o m ạ n g đ iệ n th o ạ i g ặ p p h ả i sự c ố c ũ n g g â y nên

n h ữ n g t h iệ t h ạ i n ặ n g nề c h o n g à n h đ iệ n lự c H ơ n nữa, c h i p h í đ ầu tư để c ó được m ộ t

đ ư ờ ng d â y đ iệ n th o ạ i đ ế n các v ù n g x a x ô i và g iá cước p h ả i trả sau m ỗ i lầ n thự c h iệ n

đ à m th o ạ i h a y tra o đ ổ i dữ liệ u là rấ t lớ n C h ín h n h ữ n g n g u y ê n n h â n n à y đ ã th ú c đ ẩ y

n g à n h đ iệ n lự c v à các n h à k h o a h ọ c v à o c u ộ c để p h á t tr iể n P L C

N ộ i d u n g c h ư ơ n g n à y g iớ i th iệ u tổ n g q u a n về cá c ứng d ụ n g c ổ đ iể n tro n g lĩn h

vự c tr u y ề n th ô n g dữ liệ u trê n m ạ n g đ iệ n lư ớ i C ác k ế t q u ả n g h iê n cứu c h o th ấ y có

n h iề u đ iể m k h á c n h a u g iữ a cá c m ứ c đ iệ n th ế c ụ thể T ro n g k h i c h ú n g ta c ó th ể thự c

h iệ n v iệ c tr u y ề n t in h a i c h iề u b ằ n g c ô n g n g h ệ tru y ề n s ó n g m a n g trê n đ ư ờ n g đ iệ n cao

Chương 2 • Lịch sử phát triển của PLC

th ế v ớ i c ô n g s u ấ t p h á t n h ỏ th ì v iệ c tru y ề n tín h iệ u đ iề u k h iể n d ạ n g s ó n g trê n các

tr u y ề n d ữ liệ u trê n m ạ n g đ iệ n ca o th ế [1 1 ] V ớ i n h ữ n g đ ầ u tư đ á n g k ể về k ỹ th u ậ t

n h ờ sự tiế n b ộ vư ợ t b ậc c ủ a cá c p h ư ơ n g thứ c tr u y ề n th ô n g dữ liệ u đã g iú p c h o các

n h à k h o a h ọ c v à các c ô n g ty đ iệ n lự c thự c h iệ n được đ ồ n g th ờ i cả tru y ề n tả i năn g

lư ợ n g ít s u y h a o v à tru y ề n th ô n g t in c ó đ ộ t in c ậ y c a o trê n c ù n g m ạ n g đ iệ n lư ớ i

n h ư th ô n g t in liê n lạ c n ộ i b ộ v à cá c ứ ng d ụ n g đ o lư ờ n g , g iá m sát và đ iề u k h iể n từ xa

N h ữ n g n h iệ m v ụ c ủ a m ạ n g d ữ liệ u c ủ a cá c c ô n g t y đ iệ n lự c c ó th ể được p h â n th à n h

h o ạ t đ ộ n g c h ín h n h ư n h u c ầ u v ề n ă n g lư ợ n g , c ô n g s u ấ t p h á t, đ iệ n á p v à tầ n số K iể m

tr a g iá m sát c á c th ô n g s ố từ đ ó đưa ra cá c b iệ n p h á p , các q u y ế t đ ịn h đ iề u c h ỉn h p h ù

h ợ p V ớ i n h iệ m v ụ n à y v iệ c đ ả m b ả o th ô n g t in liê n tụ c là vấ n đề được q u a n tâ m

h à n g đ ầu

7

-Chương 2 • Lịch sử phát triển của PLC

N h iệ m v ụ h ạn c h ế h ỏ n g h ó c và k h ắ c p h ụ c sự c ố tức là đưa ra cá c b iệ n p há p

p h ò n g c h ố n g v à k h ắ c p h ụ c các sự c ố k h ô n g m o n g m u ố n x ả y ra Đ ặ c b iệ t, tro n g trư ờ n g hợ p x ả y ra sự c ố ở m ạ n g đ iệ n ca o th ế th ì p h ả i n h a n h c h ó n g đưa ra các b iệ n

p h á p k ịp hữ u h iệ u để x á c đ ịn h v à k h ắ c p h ụ c n g a y sự c ố n h ằ m g iả m th iể u hậu q uả

c ủ a n ó C h ín h v ì v ậ y , v iệ c n ắ m b ấ t k ịp th ờ i các th ô n g t in liê n q u a n đ ế n n h à m á y p h á t

đ iệ n , cá c trạ m b iế n th ế c ũ n g n h ư các c ô n g ty đ iệ n lự c là rấ t cần th iế t T ro n g trư ờ n g

h ợ p n à y v iệ c tru y ề n th ô n g t in p h ả i thự c h iệ n trê n m ộ t k h o ả n g c á c h k h á x a , d o đ ó c h i

p h í p h ả i trả để c ó được m ộ t k ê n h th ô n g t in là rấ t lớ n và đ iề u n à y ả nh hư ở ng đ ế n lợ i

n h u ậ n c ủ a n g à n h đ iệ n lự c

V ớ i v a i tr ò to lớ n tro n g v iệ c d u y t r ì h o ạ t đ ộ n g th ô n g s u ố t c ủ a m ạ n g đ iệ n lư ớ i,

m ạ n g tr u y ề n th ô n g là k h ô n g th ể th iế u tạ i m ọ i đ iể m trọ n g y ế u c ủ a m ạ n g đ iệ n lư ớ i

D o đ ó , c ó th ể n ó i m ạ n g tru y ề n th ô n g dữ liệ u đ ã h ạ n c h ế v ù n g p h ụ c v ụ c ủ a c á c c ô n g

t y đ iệ n lự c, n h à m á y p h á t đ iệ n , cá c trạ m b iế n thế , th iế t b ị c h u y ể n m ạ c h v à các đ iể m

đ ấ u n ố i v ớ i c á c m ạ n g đ iệ n lư ớ i k h á c n h a u trê n m ứ c đ iệ n c a o thế N g o à i ra, n h u cầu

tr u y ề n d ữ liệ u c ủ a m ộ t m ạ n g lư ớ i q u ố c g ia bao g ồ m n h iề u c ô n g ty đ iệ n lự c c ũ n g rấ t

lớ n B ê n c ạ n h đ ó , v ớ i sự p h á t tr iể n n h a n h c h ó n g c ủ a k h o a h ọ c c ô n g n g h ệ , cá c hệ

th ố n g n h à m á y p h á t đ iệ n , c á c trạ m b iế n th ế , cá c th iế t b ị c h u y ể n m ạ c h , g ầ n như

đư ợc tự đ ộ n g h o á h oà n to à n M ọ i h o ạ t đ ộ n g c ủ a hệ th ố n g c u n g cấ p đ iệ n là m v iệ c

th e o m ộ t tiế n tr ìn h được lậ p tr ìn h sẩn C á c y ê u cầ u về đ o đ ạc, k iể m tra , g iá m sát và

đ iề u k h iể n tự đ ộ n g đ ố i v ớ i cá c th ô n g s ố trạ n g th á i sẽ được tiế n h à n h từ x a m à k h ô n g

m ộ t sự c ố g iá n đ o ạ n th ô n g t in c ũ n g đ ã g â y th iệ t h ạ i n ặ n g nề c h o n g à n h đ iệ n lự c

H ơ n nữa, v iệ c sử d ụ n g các đư ờ ng d â y th o ạ i th u ê b a o vớ i k h o ả n g c á c h tra o đ ổ i th ô n g

t in d à i là k h ô n g k in h tế

H ầ u h ế t c á c c ô n g ty đ iệ n lự c đã n h ậ n th ấ y rằ n g m ạ n g lư ớ i đ iệ n ca o th ế c ũ n g c ó

th ể c u n g c ấ p d ịc h v ụ tru y ề n th ô n g t in vậ n h à n h c h o to à n b ộ m ạ n g đ iệ n lư ớ i v ì n ó k ế t

n ố i tấ t c ả m ọ i đ iể m q u a n trọ n g trê n m ạ n g đ iệ n lư ớ i T ừ đ ó , h ọ b ắ t đ ầ u d ố c sức đ ầu

tư c h o v iệ c n g h iê n cứ u th ử n g h iệ m tru y ề n s ó n g m a n g trê n đư ờ ng đ iệ n lư ớ i (C T P )

Chương 2 • Lịch õử phát triển của PLC

C ô n g n g h ệ C T P n à y hứa hẹn đ e m lạ i n h iề u lợ i íc h c h o sự p h á t tr iể n c ủ a m ạ n g lư ớ i

đ iệ n q u ố c g ia v ì nếu thự c h iệ n được th ì đ â y là m ộ t k ê n h th ô n g t in tu y ệ t v ờ i c h o

c u ộ n d â y tạ i c á c đ iể m đầu c u ố i và tạ i cá c đ iể m g h é p n ố i H ơ n nữa, c h ú n g ta p h ả i

x â y d ự n g cá c k h ố i g h é p n ố i v à o /ra để p h ố i hợp trở k h á n g g iữ a cá c th iế t b ị tru y ề n

s ó n g m a n g trê n đ ư ờ n g đ iệ n lư ớ i và th iế t b ị n h ậ n v ớ i trở k h á n g r iê n g c ủ a đư ờ ng d â y

c a o th ế C á c h th ự c h iệ n đơ n g iả n và h iệ u q u ả n h ấ t là d ù n g các b ộ lọ c b ă n g rộ n g được m ô tả n h ư tr o n g h ìn h 2 -1 C á c tụ đ iệ n c h ịu đ iệ n á p ca o Cị và c 2 được lắ p rá p

v ớ i c u ộ n d â y L ị c ủ a b iế n áp P L C g iú p c h o v iệ c n g ă n cá ch an to à n g iữ a đư ờ ng d â y

đ iệ n c a o th ế v ớ i cá c th iế t b ị tr u y ề n s ó n g m a n g được g h é p n ố i v ớ i c u ộ n d â y L 2 củ a

-Chương 2 • Lịch eử phát triển của PLC

M ặ c d ù m ạ n g đ iệ n ca o th ế k h ô n g được th iế t k ế c h o m ụ c đ íc h tru y ề n th ô n g dữ liệ u , n h ư n g n ó v ẫ n được x e m n hư là m ộ t ố n g d ẫn s ó n g tố t V ớ i m ạ n g c a o th ế c h ú n g

ta h o à n to à n c ó th ể thự c h iệ n tr u y ề n th ô n g d ữ liệ u h a i c h iể u v ớ i c ồ n g s u ấ t p h á t nhỏ

M ạ n g c a o th ế c ũ n g c ó đ ộ rộ n g p h ổ lớ n và d o đ ó c ó th ể thự c h iệ n v iệ c p h â n c h ia d ả i

p h ổ th à n h c á c k ê n h th ô n g t in đ ọ c lậ p P hư ơ ng p h á p p h â n c h ia d ả i p h ổ tr u y ề n th ô n g

n à y đư ợc g ọ i là phư ơ n g p h á p “ d ồ n k ê n h tầ n số ” C ô n g n g h ệ tru y ề n th ô n g được sử

d ụ n g ở đ â y dự a trê n p hư ơ ng thứ c đ iề u b iê n b ăn g th ô n g h ẹ p c ổ đ iể n P hư ơng thứ c

d ĩ c ó g iớ i h ạ n n à y là d o cá c v ấ n đề liê n q u a n đ ến g iá th à n h c ủ a cá c th iế t b ị g h é p n ố i

D ư ớ i tầ n s ố 15 k H z , cá c tụ đ iệ n cầ n d ù n g c ó đ iệ n d u n g lớ n và p h ả i c h ịu được đ iệ n

áp c a o là rấ t đ ắ t n ê n k h ô n g k in h tế C ò n v ớ i các tầ n s ố trê n 5 0 0 k H z th ì đ ộ s u y g iả m tín h iệ u trê n đ ư ờ n g d â y c a o th ế là k h á lớ n Đ ộ s u y g iả m n à y tă n g n h a n h k h i tă n g tần

s ố s ó n g m a n g C á c k ế t q u ả n g h iê n cứ u th ự c n g h iệ m c h o th ấ y tầ n s ố s ó n g m a n g n ằ m tro n g k h o ả n g từ 3 0 0 -5 0 0 k H z c h ịu ả nh hư ở ng rấ t m ạ n h c ủ a sương g iá d o đ ó c h ú n g

ta n ê n trá n h v iệ c tru y ề n tín h iệ u s ó n g m a n g trê n k h o ả n g c á c h x a ở các v ù n g ô n đớ i

c ó n h iề u sư ơ ng g iá và b ă n g tu y ế t

k ê n h tr u y ề n th ô n g trê n m ạ n g đ iệ n lư ớ i là k h ô n g n ên d ù n g d ả i tầ n số tr ù n g vớ i d ải

tầ n c ủ a c á c đ à i p h á t th a n h c ạ n h đó N g o à i n h iễ u đ iệ n th ế d o tá c đ ộ n g c ủ a s ó n g âm

th a n h , C T P c ò n b ị s u y g iả m đ iệ n th ế d o c h ín h n ó v ì p h ả i c h ịu sự bức x ạ từ cá c trạ m

p h á t th a n h q u ả n g bá c ô n g su ấ t lớ n N g ư ợ c lạ i v ớ i c á c đư ờ ng d â y c h u y ê n được d ù n g

c h o tr u y ề n th ô n g dữ liệ u được b ảo vệ tố t n h ằ m trá n h cá c tác đ ộ n g từ n h iễ u bên

n g o à i th ì c á c đ ư ờ n g d â y đ iệ n c a o th ế p h ả i thự c h iệ n v iệ c tru y ề n tả i đ iệ n n ă n g D o

Chương 2 • Lịch sà phát triển của PLC

đ ó , k h ô n g th ể trá n h k h ỏ i h iệ u ứ ng p h ó n g đ iệ n (n h ữ n g m ấ t m á t tiê u h ao d o h iệ n

tư ợ ng p h ó n g đ iệ n ) là n g u y ê n n h â n g â y n ê n các n h iễ u đặc b iệ t c ó m ậ t đ ộ p h ổ c ô n g

su ấ t (P S D ) lớ n và n h ữ n g th ă n g g iá n g m ạ n h tu ỳ th u ộ c v à o th ờ i tiế t Đ ể đ ả m bảo tạ i nơi n h ậ n n h ậ n đư ợc tín h iệ u k h ô n g n h iễ u th ì C T P đ ò i h ỏ i t ỷ lệ tín h iệ u /tạ p n h iễ u là

Khoảng cách truyền trong điều kiện phóng

điện hoa (corona) mạnh

Khoảng cách truyền trong điều kiện phóng

điện hoa (corona) yếu

R õ rà n g c h ú n g ta th ấ y rằ n g C T P tro n g n h ữ n g đ iề u k iệ n th u ậ n lợ i c ó th ể tru y ề n

đư ợc m ộ t k h o ả n g c á c h k h á x a cỡ 9 0 0 k m v ớ i c ô n g s u ấ t m á y p h á t c h ỉ 10 w T h ậ m

c h í, v ớ i n h ữ n g đ iề u k iệ n k h ô n g th u ậ n lợ i th ì k h o ả n g cá c h n à y c ũ n g c ó th ể lê n tớ i

3 0 0 k m N h ữ n g k ế t q u ả n g h iê n cứ u sơ b ộ n à y c h o th ấ y v iệ c C T P là m ộ t c ô n g n ghệ

h o à n h ả o v à c ó th ể th íc h ứng tố t v ớ i m ô i trư ờ n g đ iệ n lư ớ i

2 3 P h ư ơ n g p h á p tạ o s ó n g m a n g g ợ n s ó n g ( R C S )

N g ư ợ c lạ i v ớ i m ạ n g đ iệ n ca o th ế , các m ạ n g đ iệ n tru n g th ế và h ạ th ế c h ủ y ế u được sử

d ụ n g c h o các m ụ c đ íc h q u ả n lý đ iề u h à n h hệ th ố n g đ iệ n n ă n g N h ữ n g v ấ n đề n à u y liê n q u a n đ ế n v iệ c p h â n p h ố i tả i, c h ẳ n g hạn như hạn c h ế sự tă n g v ọ t về tả i v à o g iờ

c a o đ iể m và là m trơ n đư ờ ng c o n g c ủ a tả i D ễ th ấ y rằ n g , m ạ n g đ iệ n lư ớ i c ó th ể được

d ù n g đ ể tru y ề n d ữ liệ u đ ồ n g th ờ i v ớ i cá c n h iệ m vụ tru y ề n tả i n ă n g lư ợ n g R C S đã

đư ợ c sử d ụ n g từ n ă m 1930 N g ử ợ c lạ i v ớ i m ạ n g đ iệ n c a o th ế , cá c m ạ n g đ iệ n tru n g

th ế v à h ạ th ế là n h ữ n g m ô i trư ờ n g tru y ề n t in n g h è o nàn T h ô n g t in được n ạ p và o

đ ư ờ n g d â y v ớ i c ô n g s u ấ t tru y ề n rấ t ca o, được đ ịn h k íc h thư ớ c tu ỳ th e o lư ợ n g tả i lớ n

n h ấ t c ủ a m ạ n g (x u ấ t h iệ n tro n g g iờ c a o đ iể m ) v ì R C S là m v iệ c tạ i cá c tầ n số th ấ p

g ầ n tầ n s ố đ iệ n lư ớ i V ớ i R C S , cá c tầ n số th ấ p được d ù n g là m s ó n g m a n g để tru y ề n

11

-Chương 2 • Lịch õử phát triển của PLC

tả i th ô n g t in n h ằ m đưa th ô n g t in vượt q u a m á y b iế n th ế g iữ a các m ạ n g đ iệ n tru n g th ế

và hạ th ế P hư ơ n g p h á p n à y m ộ t m ặ t k h á tố n k é m k h i g h é p n ố i và đ o đ ạ c , m ặ t k h á c

tố c đ ộ d ữ liệ u lạ i th ấ p và th ô n g t in c h ỉ c ó th ể tru y ề n th e o m ộ t c h iề u từ cá c c ô n g ty

đ iệ n lự c đ ế n c á c th u ê bao V iệ c p h â n p h ố i tả i là m ộ t n h iệ m v ụ k h ó k h ă n phứ c tạ p

c h o n g à n h đ iệ n lự c n h ư n g th e o cá c n h à k h o a h ọ c tro n g lĩn h vự c đ iề u k h iể n h ọ c th ì vân đề n à y lạ i c h i là cá c lệ n h đ ó n g / n g ắ t đơ n g iả n

đ ó c h ú n g đư ợc đ ịn h đ ịa c h ỉ so n g song C h ín h v ì v ậ y , k h i đ ịn h đ ịa c h ỉ lự a c h ọ n từ

n h iề u k h á c h h à n g c ụ th ể th ì d u n g lư ợ n g tru y ề n c ủ a R C S k h ô n g đ ủ đ á p ứng

N h ữ n g k h á i n iệ m ban đ ầu v ề R C S được p h á t tr iể n tư ơ ng đ ố i sớ m T à i liệ u c ổ

n h ấ t v iế t về R C S là m ộ t b ằ n g p h á t m in h c ủ a Đ ứ c số 1 1 8 7 1 7 c ô n g b ố n ă m 1898 (n g ư ờ i p h á t m in h là L o u b e y , P a ris ) T u y n h iê n , tạ i th ờ i đ iể m đ ó p h á t m in h n à y đã

ho ạ ch T ra n s k o m m a n d o và sau đ ó k ế h o ạ c h n à y đã được ứ ng d ụ n g th ử n g h iệ m ở

M a g d e b u r g v à S tu ttg a rt (Đ ứ c ) [1 6 ] K ế h o ạ c h n à y được x â y d ự n g dự a trê n cơ sở phư ơ ng p h á p đ iề u c h ế b iê n đ ộ ( A M ) đ iệ n áp n g u ồ n và tru y ề n t in th e o p hư ơ ng p h á p

Chương 2 • Lịch 6Ử phát triển của PLC

hạ th ế th ư ờ n g c ó n h iề u chứ c n ă n g k h á c n h a u C ác đư ờ ng d â y đ iệ n tru n g th ế v à hạ

th ế c h ủ y ế u được lắ p đ ặ t b ằ n g d â y cáp D o n h ữ n g h ạn c h ế về k h o a h ọ c k ỹ th u ậ t nên

tạ i th ờ i đ iể m đ ó các c ô n g n g h ệ tru y ề n d ẫ n tư ơ ng tự C T P ch ư a được d ù n g trê n các

m ạ n g đ iệ n tr u n g th ế và hạ th ế v ì k h ô n g th ể x â y d ự n g được m ộ t cơ c ấ u g h é p n ố i hợp

lý v ớ i cá c đ ư ờ n g d â y tầ n số c a o sao c h o trở k h á n g riê n g c ủ a đư ờ ng d â y là c ố đ ịn h và

đ ộ s u y g iả m c ủ a đư ờ ng d â y th ấ p C ô n g suất p h á t c ầ n th iế t k h i tru y ề n d ẫ n v ớ i tầ n số

c a o sẽ liê n q u a n đ ế n n h ữ n g v ấ n đ ề về k h ả n ă n g tư ơ ng th íc h đ iệ n từ trư ờ n g ( E M C )

N g ư ợ c lạ i, c á c tín h iệ u â m th a n h c ó d ả i tầ n s ố từ 125 - 3 0 0 0 H z lạ i c ó th ể x e n và o

c á c m ạ n g đ iệ n tr u n g th ế và h ạ th ế k h i m á y p h á t p h á t c ô n g su ất lớ n K h i đ ó c h ú n g ta

sẽ trá n h đư ợc trê n m ọ i đư ờ ng tru y ề n tín h iệ u đ ến cá c th u ê bao T h ự c n g h iệ m c h o

th ấ y n h iễ u ở đ à y là k h ô n g đ á n g k ể , m ặ c d ù c ô n g s u ấ t tru y ề n trê n th ự c n g h iệ m k h á

c a o (v à o k h o ả n g 0 ,1 -^ 0 ,5 % g iá t r ị c ô n g suất tru y ề n b iể u k iế n lớ n n h ấ t c ủ a m ạ n g )

C ô n g s u ấ t tr u y ề n cao là cầ n th iế t v ì rằ n g ở d ả i tầ n n à y tất cả h o ạ t đ ộ n g c ủ a ngư ờ i tiê u d ù n g đ ề u c ầ n m ộ t p h ầ n đ á n g kể c ô n g su ấ t ở tầ n số â m th a n h M ộ t m ạ n g tả i lớ n

là m ộ t m ạ n g tả i c ó đ iệ n trở tả i th ấ p đ ố i v ớ i n g u ồ n â m tầ n d o đ ó p h ả i liê n tụ c tă n g

c ô n g su ất n g u ồ n c h o m ạ n g

R C S đ ò i h ỏ i m á y p h á t h o ạ t đ ộ n g v ớ i m ộ t cư ờ ng đ ộ k h á c a o d o đ ó n ó c h ỉ c ó th ể

h o ạ t đ ộ n g th e o m ộ t c h iề u từ các c ô n g ty đ iệ n lực đ ế n các th u ê bao M ặ c d ù rấ t m o n g

m u ố n , n h ư n g c ô n g n g h ệ n à y k h ô n g th ể th ự c h iệ n được v iệ c tru y ề n th ô n g th e o c h iề u ngư ợ c lạ i, từ cá c th u ê bao về cá c c ô n g t y đ iệ n lự c C ô n g su ất tru y ề n cần th iế t p h ả i được x á c đ ịn h b ở i m ạ n g tả i b a o g ồ m cá c k ế t n ố i th iế t b ị c ủ a cá c th u ê b ao tro n g

m ạ n g N g ô à i ra , c á c b ộ th u R C S c ũ n g g â y nên n h iề u b iế n đ ổ i phứ c tạ p lê n cá c th ô n g

số c ủ a m ạ n g đ iệ n lư ớ i T u y n h iê n , để dễ k h ả o sát tín h to á n c h ú n g ta nên b ỏ q u a

n h ữ n g tá c đ ộ n g c ủ a cá c b ộ th u R C S n à y C h ín h v ì v ậ y , b iê n đ ộ đ iệ n áp cầ n th iế t của tín h iệ u â m th a n h tạ i m ộ t đ ầ u th u R C S được x á c đ ịn h b ằ n g m ứ c đ ộ n h iễ u h iệ n c ó tạ i

lố i v à o c ủ a b ộ th u đ ó N g u y ê n n h â n g â y n ê n n h iễ u tro n g R C S c h ín h là cá c th à n h

p h ầ n h o ạ ba v à k h ô n g h o ạ b a c ủ a cá c tín h iệ u đ iệ n á p n g u ồ n v à m ộ t v à i c ấ p đ ộ n h iễ u

x u n g lự c H ầ u h ế t, n h iễ u được s in h ra d o các th à n h p hầ n h oạ ba c ủ a tầ n s ố đ iệ n lư ớ i

v ì ở c á c tầ n s ố n à y c ó n h iề u th iế t b ị tiê u th ụ c ó c ô n g su ất ca o h o ạ t đ ộ n g liê n tụ c

C á c th à n h p h ầ n k h ô n g h o ạ ba c ó v ị t r í tầ n sô' tu ỳ ý so v ớ i tầ n số đ iệ n lư ớ i

C h ín h v ì lý d o n à y n ên c h ú n g k h ô n g th ể lo ạ i b ỏ được c h ú n g th e o c á c h lự a c h ọ n tần

số h o ạ t đ ộ n g p h ù hợ p c h o R C S N g u y ê n n h â n g â y n ê n các th à n h p h ầ n n h iễ u k h ô n g

h o ạ b a n à y là sự h iệ n d iệ n c ủ a c á c m ô tơ và các n h iễ u c ủ a n ó trê n m ạ n g đ iệ n lư ớ i

C á c th à n h p h ầ n n à y c h ủ y ế u x u ấ t h iệ n trê n m ạ n g đ iệ n hạ thế C á c â m h à i d o các m ô

13

-Chương 2 • Lịch sử phát triển của PLC

tơ tạ o ra c ó tầ n s ố được x á c đ ịn h b ằ n g số rã n h c ủ a c o n trư ợ t, S ta to v à tố c đ ộ q u a y

củ a m ô tơ C h ú n g ta k h ô n g th ể x á c đ ịn h được d ả i p h ổ g â y ra b ở i cá c m ô tơ v ì c ó q u á

n h iề u m ô tơ k h á c n h a u c ù n g h o ạ t đ ộ n g trê n m ạ n g đ iệ n lư ớ i T r o n g th ự c n g h iệ m

m ô tơ g â y nên T u y n h iê n , k h ô n g p h ả i m ô tơ n à o trê n m ạ n g đ iệ n lư ớ i c ũ n g c ó tố c đ ộ

q u a y c ố đ ịn h ( t h í d ụ n h ư m á y đ ậ p lú a ), chư a k ể đ ế n h à n g lo ạ t m ô tơ v ớ i n h iề u đặc tín h k h á c n h a u c ù n g h o ạ t đ ộ n g đ ồ n g th ờ i trê n m ạ n g đ iệ n lư ớ i D o đ ó , v iệ c R C S trá n h đư ợc lo ạ i n h iễ u n à y là đ iề u k h ô n g th ể Đ â y c ũ n g c h ín h là lý d o tạ i sao n g à y

n a y n g ư ờ i ta k h ô n g d ù n g R C S

M ộ t n g u y ê n n h â n k h á c g â y nên cá c h o à â m k h ô n g ch ứ a th à n h p h ầ n h o ạ ba là

cá c sự k iệ n c h u y ể n m ạ c h N h ữ n g sự k iệ n c h u y ể n m ạ c h c ó b iê n đ ộ g iả m t ỷ lệ n g h ịc h

v ớ i tầ n s ố lu ô n lu ô n c ó p h ổ liê n tụ c T r o n g m ạ n g lư ớ i đ iệ n th ì cá c đ iệ n á p n h iễ u trả i

N h ữ n g h o ạ ba c ủ a tầ n số đ iệ n lư ớ i x u ấ t h iệ n ở c ả m ạ n g đ iệ n tr u n g th ế và hạ

th ế Đ ể dễ n g h iê n cứ u v à k h ả o sát c h ú n g ta p h â n b iệ t h o ạ b a ra th à n h h a i lo ạ i: h oạ

b a đ iệ n á p v à h o ạ ba d ò n g đ iệ n H o ạ ba đ iệ n áp c h ủ y ế u được h ìn h th à n h tạ i các m á y

Chương 2 • Lịch eử phát triển của PLC

2 4 T r i ể n v ọ n g v à n h ữ n g h ạ n c h ẽ c ủ a R C S

Đ ể c ó đư ợc k h ả n ă n g p h â n b ố n ă n g lư ợ ng tố t đ ò i h ỏ i m ạ n g đ iệ n lư ớ i p h ả i có

m ộ t c ấ u tr ú c h o à n c h ỉn h và lin h h o ạ t, đ ặc b iệ l là cấu trú c rẽ n h á n h tro n g cá c m ạ n g

đ iệ n tr u n g th ê và hạ thế C h ín h v ì th ế , cá c m ạ n g đ iệ n lư ớ i k h ô n g c ó trở k h á n g riê n g

c ố đ ịn h , th ậ m c h í m ộ t h ằ n g s ố g ầ n đ ú n g trở k h á n g lố i v à o và trở k h á n g lố i ra C ác

th ô n g s ố n à y là rấ t cầ n th iế t c h o v iệ c p h á t và n h ậ n các s ó n g m a n g th ô n g tin M ỗ i

th u ê b a o đư ợc c h u y ể n m ạ c h n ố i h a y n g ắ t vớ i m ạ n g đ iệ n hạ th ế c ó ả nh hư ở ng tớ i trở

k h á n g c h o m ộ t t h iế t b ị p há t V ớ i n h ữ n g tầ n số lớ n hơn n h iề u so v ớ i tầ n s ố n g u ồ n

đ iệ n , c á c đ ặ c tín h tru y ề n gần n hư k h ô n g đ á p ứng được đ iề u k iệ n tru y ề n d ẫn th ô n g

t in th e o c á c h th ô n g th ư ờ n g , lấ y v í d ụ c ô n g n gh ệ đ iề u b iê n , sử d ụ n g C T P h o ặ c R S C

c ũ n g k h ô n g th ể th ự c h iệ n được L ú c đ ó đ ò i h ỏ i c ô n g su ất p h á t cầ n th iế t p h ả i đ ủ lớ n

d o đ ó k é o th e o c á c v ấ n đề về E M C n ên k h ô n g k in h tế

T ạ i th ờ i đ iể m các hệ th ố n g R C S thự c tế đầu tiê n được đã g iớ i th iệ u (v à o n ãm

1 9 3 0 ) th ì n h ữ n g p hư ơ n g p h á p đ iề u b iê n phứ c tạ p g ần như k h ô n g được b iế t đến D o

n h ữ n g h ạn c h ế về c ô n g n g h ệ tạ i th ờ i đ iể m đ ó , nên k h ô n g th ể thự c h iệ n b ấ t cứ m ộ t

th ự c n g h iệ m n à o k h á c N h iệ m v ụ q u a n tr ọ n g n h ấ t c ủ a R C S là sự t ố i ưu h oá c ủ a các

c h ứ c n ă n g hệ th ố n g c h o q u á trìn h p h â n p h ố i đ iệ n năn g N h iệ m vụ n à y b ao g ổ m cả

v iệ c tă n g v ù n g c â n b ằ n g trê n đư ờ ng c o n g tả i tạ i n g u ồ n n u ô i n h ằ m tiế t k iệ m c ô n g

s u ấ t c ủ a n h à m á y p h á t đ iệ n v à ọ g iờ c a o đ iể m C u ố i c ù n g , n g o à i n h ữ n g v ấ n đề đ ó ,

R C S c ò n liê n q u a n tớ i k h ả n ă n g lư u trữ n ă n g lư ợ n g k é m d o n ó ca n th iệ p v à o tấ t cả

c á c v ù n g c ủ a m ạ n g đ iệ n hạ thế R C S được th iế t k ế để g iả i q u y ế t m ộ t v ấ n đề h ế t sức

đ ơ n g iả n đ ó là đ iề u k h iể n từ x a th ô n g q u a m ạ n g đ iệ n lư ớ i Đ â y là q u á tr ìn h tru y ề n

đ ạ t c á c th ô n g t in để đ iề u k h iể n bật h a y tắ t các cầ u d a o h a y cá c c h u y ể n m ạ c h tro n g

m ạ n g v ớ i b án k ín h n ằ m tro n g k h o ả n g 5 đ ến 2 5 k m [1 ] T r o n g s u ố t k h o ả n g th ờ i g ia n

c a o đ iể m , c á c th u ê b a o có c ô n g s u ấ t lớ n n hư cá c hệ th ố n g sưởi ấ m tro n g đ ê m có

c h ứ c n ă n g đ iề u k h iể n th e o th ờ i g ia n , p h ả i được c h u y ể n m ạ c h tắ t k h i trờ i sáng và

c h u y ể n m ạ c h b ậ t lạ i k h i trờ i t ố i th e o m ộ t tiế n trìn h th e o th ờ i g ia n được lậ p trìn h sẵn,

R C S đ ã m a n g lạ i cá c n h iệ m vụ k h á c n h a u n hư cậ p n h ậ t b ả n g g iá h o ặ c đ iề u k h iể n

đ ó n g n g ắ t đ è n c h iế u sáng trê n các đ ư ờ n g p h ô B a n đ ầ u , ngư ờ i ta chư a tín h đ ến các

ứ ng d ụ n g tr u y ề n tín h iệ u th o ạ i h a y tín h iệ u â m th a n h Sở d ĩ n h ư v ậ y là d o m ạ n g đ iệ n

-Chương 2 • Lịch sử phát triền của PLC

đ iệ n v à c á c c ô n g t y đ iệ n lự c C ó th ể là k h ô n g k in h tế k h i x â y d ự n g và v ậ n h ành

m ạ n g v ô tu y ế n b ằ n g phư ơ ng p h ấ p R C S , chư a kê đ ế n v iệ c p hư ơ ng p h á p n à y th iế u đ ộ

t in c ậ y và c ó th iê n hư ớ ng th ấ t b ạ i cao T h ậ m c h í n g à y n a y v ớ i m ộ t c ô n g n g h ệ v ô

tu y ế n h iệ n đ ạ i, n ó v ẫ n k h ô n g th ể thự c h iệ n được d o tà i n g u y ê n p h ổ hạn c h ế và

n h ữ n g v ấ n đ ề liê n q u a n đ ế n v ị t r í đ ịa lý h o ặ c b ị ch e k h u ấ t bở i các to à nhà Đ iề u n à y

c ó n g h ĩa rằ n g v iệ c sử d ụ n g đư ờ ng d â y đ iệ n lư ớ i để tru y ề n d ẫn th ô n g t in là rấ t hợ p lý

và g iả i q u y ế t được v ấ n đề k in h tế

R C S đư ợc sử d ụ n g rộ n g rã i trê n th ế g iớ i và c ó m ộ t v ị t r í q u a n trọ n g ở c h â u  u ,

đ iể n h ìn h là ở Đ ứ c T u y n h iê n , c ô n g n g h ệ n à y c h ỉ được tr iể n k h a i ở Đ ô n g Đ ứ c R C S

h iệ n v ẫ n đ a n g tồ n tạ i ở Đ ô n g Đ ứ c v à tro n g tư ơ ng la i th ì h ọ c ũ n g k h ô n g sử d ụ n g

c ô n g n g h ệ n a y V ớ i tìn h trạ n g th ị trư ờ n g n â n g lư ợ n g n g à y c à n g s u y y ế u , cá c liê n

b a n g đ ã c ó n h iề u b iệ n p h á p n h ằ m đ iề u c h ỉn h cơ c ấ u và sự p h á t tr iể n c ủ a th ị trư ờ n g

n ă n g lư ợ n g th ô n g q u a cá c cô ng -.n gh ệ m ớ i N h ư n g ở cá c b a n g ở p h ía T â y nước Đ ứ c ,

n g ư ờ i ta đã q u y ế t đ ịn h lo ạ i b ỏ R C S ; tu y n h iê n , để th a y đ ổ i c ô n g n g h ệ m ớ i cần p h ả i

c ó m ộ t k h o ả n g th ờ i g ia n lâ u d à i v ì n h iề u vấ n đề k h á c n h a u , tro n g đ ó m ộ t vấ n đề g â y

n h iề u b àn c ã i là v iệ c x ử lý cá c th iế t b ị được d ù n g c h o c ô n g n g h ệ c ũ đã tổ n tạ i tro n g

m ộ t th ờ i g ia n k h á d à i và h iệ n v ẫ n đ a n g được cá c th u ê b a o sử d ụ n g [1 ]

R C S được d ù n g để tru y ề n m ộ t lư ợ n g th ô n g t in n h ỏ tu ỳ th u ộ c các n h iệ m v ụ ban

đ ầ u c ủ a nó T u y n h iê n sự tru y ề n d ẫ n p h ả i đ ạ t được đ ộ t in ca o bở i v ì k h ô n g th ể k h ẳ n g

đ ịn h lạ i v iệ c th u n h ậ n m ộ t bức đ iệ n tín là c h ín h x á c C ác m á y b iế n th ế hạ á p k h ô n g

g â y n h iề u trở n g ạ i c h o v iệ c tru y ề n t in v ì d ả i tầ n số h o ạ t đ ộ n g c ủ a R C S th ấ p Đ iề u đ ó

c ó n g h ĩa là c á c m ạ n g đ iệ n hạ th ế m ở rộ n g c ó th ể được đ á p ứng từ m ộ t v à i đ iể m n u ô i trê n m ạ n g đ iệ n tru n g th ế C ác c ô n g s u ấ t tr u y ề n n ằ m tro n g k h o ả n g từ 10 đ ến 100 k W

v à tr o n g m ộ t số trư ờ n g hợ p th ậ m c h í y ê u c ầ u c ò n lê n tớ i 1 M W để đ ạ t t ỷ lệ

ư RCS / U N b ằ n g ít n h ấ t là 0 ,0 0 5 ( v í d ụ 1,1 5 V v ớ i 2 3 0 V ) cầ n c h o m ộ t sự k h ở i đ ầu

an to à n c ủ a m ộ t b ộ n h ậ n ở m ỗ i v ị t r í c ủ a k h á c h h à n g T ừ b ả n g 2 -3 c h ú n g ta c ó th ể

th ấ y b á n k ín h cấp n g u ồ n đ iệ n th e o lý th u y ế t c ủ a R C S nên được q u a n tâ m và các tần

s ố th ấ p c h o p h é p đ ạ t tớ i m ộ t k h o ả n g c á c h lớ n n h ấ t, đ iề u n à y g iả i th íc h tạ i sao d ả i tần

s ố ở d ư ớ i 1 50 0 H z được ưa d ù n g hơ n cả

Chương 2 • Lịch sứ phát trien cua PLC

m ộ t v à i lầ n , n ơ i m à tổ n g củ a m ộ t v à i tín h iệ u c ó các tầ n s ố k h á c n h a u được tru y ề n

đ i P hía bên n h ậ n p h ả i n h ậ n d iệ n được tấ t c ả cá c tầ n số đã g ử i đ i m ộ t c á c h s o n g so ng trư ớ c k h i c h ứ c n ă n g đ ịn h v ị tớ i m ộ t tổ hợ p tầ n số được k h ớ i tạo V à o n ă m 1940,

n h ữ n g p h ư ơ n g p h á p đ a tần n à y đ ã được th a y th ế b ằ n g phư ơ ng p h á p p h â n k ê n h p hân

c h ia th e o th ờ i g ia n đơ n tần S ự th a y đ ổ i q u a n trọ n g n à y b ắ t n g u ồ n từ k in h n g h iệ m

p h á t s in h ra tr o n g q u á tr ìn h thự c n g h iệ m v à d o v iệ c x e n cá c tín h iệ u đ a tầ n v à o tro n g

m ạ n g lư ớ i đ iệ n lư ớ i là q u á k h ó v à đ ắ t tiề n so v ớ i c á c h lu â n c h u y ể n đơ n tầ n [1 ]

Đ ầ u tiê n , R C S c h ủ yế u được sử d ụ n g để tru y ề n các th ô n g t in tín h iệ u số d o đ ó

cá c phư ơ ng p h á p đ iề u c h ế số tư ơ ng ứng trở nên th ú v ị V ớ i các phư ơ n g p h á p đơn

tầ n , v iệ c lậ p sơ đ ồ th ô n g t in c ó n g u ồ n g ố c từ h iệ n tư ợ ng c h u y ể n m ạ c h O N /O F F (k h o á d ịc h b iê n đ ộ - A S K ) tớ i s ó n g m a n g là h ế t sức dễ d à n g C á c h đ iề u c h ế n à y đã được d ù n g k h á p h ổ b iế n bở i v ì tín h đơ n g iả n c ủ a n ó v à n g à y n a y n ó là lo ạ i d u y n h ấ t được sử d ụ n g N g o à i ra c h ú n g ta c ũ n g c ó th ể sử d ụ n g p hư ơ ng p h á p k h o á d ịc h tầ n số (F S K ) q u y đ ịn h m ỗ i b it th ô n g t in H và th ô n g t in L bở i các tầ n số k h á c n h a u Phương thứ c n à y c ũ n g đ ã được tiế n h à n h th ử n g h iệ m và triể n k h a i tro n g k h á n h iề u ứng d ụ n g

T u y n h iê n , t ạ i th ờ i đ iể m đ ó F S K k h ô n g được sử d ụ n g rộ n g rã i b ở i m ộ t sô' lý d o

g iố n g như tr o n g phư ơ n g thứ c đ a tần L ú c đ ó , A S K là c ô n g n g h ệ được ưa d ù n g n h ấ t

và tín h ưu v iệ t c ủ a n ó c h ín h là cấu trú c m á y p h á t đơn g iả n M á y p h á t là m ộ t tro n g

n h ữ n g th iế t b ị c ó g iá th à n h ca o n h ấ t tro n g hệ th ố n g A S K d o c ô n g n g h ệ n à y đ ò i h ỏ i

c ô n g suất p h á t ca o C h ín h v ì v ậ y , cá c n h à k h o a h ọ c lú c b ấ y g iờ đ a n g d ồ n hết sức lực

vớ i h y v ọ n g đư a ra được các cấ u trú c th iế t b ị đơ n g iả n n h ấ t tro n g các k h â u p h á t tín

h iệ u , đ iề u c h ế , k h u ế c h đ ạ i và g h é p n ố i tín h iệ u n h ư n g k h ô n g là m g iả m đ ộ tin c ậ y tro n g tru y ề n d ẫ n M ặ t k h á c , v iệ c th iế t k ế hệ th ố n g R C S từ cá c d ạ n g s ó n g đặc b iệ t

v ớ i m o n g m u ố n tầ n số , b iê n đ ộ và th ờ i g ia n tồ n tạ i tạ o ra m ứ c an to à n ca o n h ằ m

c h ố n g lạ i n h ữ n g b á o h iệ u sai, c h ủ y ế u được thự c h iệ n th e o các phư ơ ng p h á p sau đ â y :

1 M ộ t m ặ t lự a c h ọ n các tầ n s ố s ó n g m a n g n ằ m tro n g d ả i từ 125 đ ế n 3 0 0 0 H z ,

d ả i n à y k h ô n g trù n g k h ớ p v ớ i cá c hoạ ba c ủ a cá c tầ n số c h ín h M ặ t k h á c , trư ớ c k h i đư a ra đ ịn h n g h ĩa c u ố i c ù n g về tầ n số p h ả i k iể m tra p h ổ c ủ a n h iễ u tro n g m ô i trư ờ n g tầ n s ố b ằ n g p h ẳ n g vớ i m ộ t k h o ả n g th ờ i g ia n d à i để đ ả m bảo

c h ắ c c h ắ n k h ô n g c ó n h iễ u

2 C ô n g s u ấ t tru y ề n d ẫ n được lự a c h ọ n v ớ i m ộ t c h ổ n g p h ổ an to à n c ó k íc h thư ớc

rộ n g , p h ụ th u ộ c và o lư ợ n g tả i c ủ a m ạ n g , d o đ ó , v ớ i m ộ t tín h iệ u R C S c ó g iá

t r ị b iê n đ ộ b ằ n g n ă m p h ầ n n g h ìn b iê n đ ộ đ iệ n á p trê n m ạ n g đ iệ n lư ớ i (k h o ả n g

VIEN

17

Chương 2 • Lịch õử phát triển của PLC

1,15 V v ớ i đ iệ n áp 2 3 0 V ) là được đ ả m bảo ở p h ía bên n h ậ n N g ư ỡ n g c ủ a các

b ộ n h ậ n R C S được đưa ra là b ố n p h ầ n n g h ìn b iê n đ ộ tín h iệ u đ iệ n áp n g u ồ n

th ô n g h iệ n đ ạ i Đ iề u n à y có th ể là m ộ t th u ậ n lợ i c h o g iả i p h á p th ô về vấ n đề s u y

g iá m c ô n g s u ấ t tr u y ề n lớ n c ũ n g n h ư là th ờ i g ia n tồ n tạ i k h á d à i củ a cá c d ạ n g s ó n g được sử d ụ n g C ô n g su ất tru y ề n c a o c h o p h é p g iả i q u y ế t hầu h ế t tấ t cả cá c n h iễ u và

th í d ụ đ iể n h ìn h là đ iề u k h iể n n g ắ t c ô n g tắ c n g u ồ n c ủ a hệ th ố n g lò sưởi v à o b u ổ i sáng Ớ cá c nư ớc c ó k h í hậu lạ n h g iá th ì v iệ c sử d ụ n g lò sưởi v à o ban đ ê m là k h á

p h ổ b iế n , đ ặ c b iệ t là v à o m ù a đ ô n g T u y n h iê n , nếu ban n g à y c ũ n g d ù n g m ộ t lư ợ ng

lò sưởi n h iề u n h ư ban đ ê m th ì đ ò i h ỏ i p h ả i c ó m ộ t m ạ n g đ iệ n lư ớ i c ó c ô n g suất rấ t

lớ n m ớ i đ á p ứ ng đ ủ v ì b an n g à y cá c m ạ n g đ iệ n lư ớ i c ò n p h ả i c h ịu tả i d o cá c th iế t b ị sản x u ấ t C h ín h v ì lý d o đ ó n ê n các hệ th ố n g lò sưởi, đặc b iệ t là cá c hệ th ố n g lò sưởi

c h o các c h u n g cư lớ n h a y các b ệ n h v iệ n p h ả i được n g ừ n g là m v iệ c v à o b u ổ i sáng trư ớ c th ờ i đ iể m cá c n h à m á y b ắ t đ ầ u là m v iệ c N ế u các hệ th ố n g lò sưởi k h ô n g được

n g ắ t n g u ồ n d o m ấ t th ô n g t in đ iề u k h iể n th ì m ạ n g n g u ồ n c ó th ể b ị h ỏ n g d o h iệ n

tư ợ ng q u á tả i v à o b u ổ i sáng k h i cá c n h à m á y bắt đ ầ u là m v iệ c D o đ ó , lú c n à y th ô n g

t in nên được p h á t lặ p để đ ả m b ảo đ ộ c h ín h x á c cao

Chương 3 • Hệ thổng cung câp điện năng và một số đặc tính cơ bản

Chương 3

HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN NĂNG

VÀ MÔT SỐ ĐẶC TÍNH c ơ BẢN

3.1 Cấu trúc điện và dạng hình học Tôpô của mạng điện lưới

H ệ th ố n g c u n g c ấ p đ iệ n n ă n g c ó cấ u trú c phứ c tạ p g ồ m n h iề u m ứ c đ iệ n áp

k h á c n h a u Đ ể th u ậ n tiệ n c h o v iệ c n g h iê n cứu c h ú n g ta x é t m ộ t cấu trú c m ạ n g đ iệ n

lư ớ i đ iể n h ìn h g ồ m ba m ứ c đ iệ n á p c h ín h n h ư trê n h ìn h 3 -1 C h ú n g ta p h â n b iệ t ba

m ứ c đ iệ n th ế k h á c n h a u : m ứ c đ iệ n c a o th ế (1 1 0 - 3 8 0 k V ) , m ứ c đ iệ n tr u n g th ế (1 0 -

3 0 k V ) và m ứ c đ iệ n hạ th ế (0 ,4 k V ) , m ỗ i m ứ c đ iệ n th ế c ó m ộ t k h o ả n g cá c h tru y ề n

tả i đ iệ n n ă n g n h ấ t đ ịn h C ác m ứ c đ iệ n th ế được k ế t n ố i vớ i n h a u b ằ n g các b iế n thế , được th iế t k ế th e o c á c h là m sao c h o m ứ c đ ộ m ấ t m á t n ă n g lư ợ ng là ít n h ấ t c ó th ể ở

tầ n sô đ iệ n n ă n g (5 0 hoặ c 6 0 H z )

M ứ c đ iệ n á p c u o i 1 1 0 - 3 8 0 k V )

Hình 3-1. Cấu trú c của hệ thông cung cấp điện nâng và các dòng dữ liệu liên quan

V ớ i c á c tầ n s ố s ó n g m a n g ca o th ư ờ n g d ù n g tro n g tru y ề n th ô n g dữ liệ u th ì các trạ m b iế n th ế là n h ữ n g trở n g ạ i lớ n n h ấ t v ì n ó tạ o n ên m ộ t sự p h â n c á c h h o à n hảo

19

-Chương 3 • Hệ thông cung câp điện năng và một số "âặc tính cơ bản

C h ín h v ì th ế m à các n h à k h o a h ọ c đã đưa ra m ộ t cấu trú c phâ n c ấ p tư ơ ng ứng c h o

v iệ c lậ p k ế h o ạ c h tru y ề n th ô n g

3 2 M ứ c đ iệ n c a o t h ế

M ứ c đ iệ n c a o th ế c h o p h é p tru y ề n đ iệ n n ă n g vớ i k h o ả n g c á c h x a từ n h à m á y phát

đ iệ n đ ế n k h á c h h à n g tiê u d ù n g , k h o ả n g c á c h tru y ề n tả i từ v à i c h ụ c c h o đ ế n v à i tră m

k m M ạ n g đ iệ n c a o th ế h ầu h ế t được lắ p đ ặ t th e o d ạ n g c á c đư ờng đ iệ n ba pha tre o trê n c ộ t So v ớ i cá c hệ th ố n g đa p ha k h á c , hệ th ố n g ba pha c ó số lư ợ n g d â y t ố i ưu

n h ấ t và d o đ ó g iá th à n h đ ầu tư th ấ p n h ấ t M ụ c đ íc h ớ đ â y là x â y d ự n g m ộ t hệ th ố n g

ba pha đ ố i x ứ n g sao c h o :

• Sử d ụ n g ba đ iệ n áp c ù n g b iê n đ ộ v ớ i d ịc h pha 120 độ

• X â y d ự n g cá c đư ờ ng d â y đ ố i xứ n g Đ iề u n à y c ó th ể thự c h iệ n được b ằ n g cách

sử d ụ n g c ù n g lo ạ i v ậ t liệ u c h o cả ba d â y , sử d ụ n g d ạ n g h ìn h h ọ c g iố n g nhau

và cô' g ắ n g sắp x ế p các d â y th e o h ìn h ta m g iá c đ ều vớ i các k h o ả n g c á ch tín h

từ đ ấ t là g iố n g n h a u Đ iề u n à y th ư ờ n g đ ố i ngược v ớ i cá c vấ n đề q u a n tâ m về

k in h tê v ớ i v iệ c x â y dự n g cấu trú c và lắ p đ ặ t các c ộ t đ iệ n , d o đ ó c h ú n g ta

c h ọ n m ộ t cấ u trú c k h ô n g đ ố i xứ n g - lấ y v í d ụ , sử d ụ n g m ộ t ta m g iá c đểu và trá o đ ổ i c á c d â y sau m ỗ i c h u k ỳ k h o ả n g 2 0 c ộ t để th u được sự cân bằng

• T h ử p h â n p h ố i m ộ t c á c h b ằ n g nha u c h o cả tả i c ô n g su ất thự c và tả i c ô n g suất

tá c đ ộ n g ngư ợc trở lạ i

G iả sử rằ n g c ó m ộ t c ấ u tru c đ ố i x ứ n g th íc h hợp, v iệ c q u a n tâ m đ ế n hệ th ố n g

th a y th ế m ộ t p h a sẽ h iệ u q u ả tro n g tín h to á n m ộ t hệ th ố n g ba pha

X é t th e o phư ơ n g d iệ n v ậ t lý th ì k h ô n g c ó sự k h á c n h a u cơ bản n à o g iữ a v iệ c tru y ề n d ẫ n cá c tín h iệ u tầ n số c a o q u a cá c đư ờ ng đ iệ n ca o th ế và v iệ c tru y ề n dẫn

đ iệ n n ă n g v ớ i tầ n sô' 5 0 h o ặ c 6 0 H z N ế u c h ú n g ta n g h ĩ hệ th ố n g th a y th ế m ộ t pha

đ ơ n g iả n c h ỉ là m ộ t đư ờ ng tru y ề n dẫn b ao g ồ m h a i đư ờng d â y so n g s o n g tro n g

k h ô n g g ia n tự d o , th ì sau đ ó cả d ò n g và đ iệ n á p trê n c ặ p d â y n à y g â y n ên m ộ t trư ờ ng

đ iệ n từ n g a n g , đ â y là s ó n g m a n g c ủ a n ă n g lư ợ ng đ iệ n được tru y ề n tả i K h i k h o ả n g

c á c h g iữ a cá c d â y d ẫ n n h ỏ hơn đ ộ d à i s ó n g củ a các tín h iệ u p h á t th ì n ă n g lư ợ ng trư ờ n g đ iệ n từ c h ủ y ế u tậ p tru n g g iữ a cá c d â y , và gần n h ư k h ô n g có sự bức x ạ các

s ó n g đ iệ n từ M ặ c d ù v iệ c tru y ề n dẫn n ă n g lư ợ ng và tru y ề n d ẫ n cá c tín h iệ u tầ n số

c a o trê n c á c d â y là tư ơ ng tự n h a u về các q u á tr ìn h v ậ t lý , n h ư n g c ó m ộ t sự k h á c nhau

Chương 3 • Hệ thống cung câp điện năng và một số đặc tính cơ bản

đ á n g q u a n tâ m đ ó là các đặc tín h c ủ a các đư ờ ng d â y tạ i cá c tầ n sô' c ụ th ể là k h á c nha u Đ ặ c b iệ t, m ấ t m á t tiê u h a o n ă n g lư ợ n g trê n các d â y sẽ tă n g tư ơ ng ứng vớ i tần

sô cao

V ớ i tầ n sô đ iệ n lư ớ i 5 0 h o ặ c 6 0 H z , th ì đ ộ d à i só n g tư ơ ng ứng trê n cá c đường

d â y đ iệ n c a o th ế tre o trê n c ộ t v à o k h o ả n g 6 0 0 0 h oặ c 5 0 0 0 k m Đ â y là lý d o tạ i sao

c h ú n g ta p h ả i q u a n tâ m đến ả nh hư ở ng c ủ a trễ tru y ề n d ẫ n s ó n g tro n g cá c m ạ n g m ở

rộ n g C á c đ ư ờ n g d â y đ iệ n c a o th ế d à i n h ấ t ở T â y  u c ó th ể lê n đ ế n k h o ả n g 5 0 0 k m [1 ]-

N ó i c h u n g , về n g u y ê n tắ c cá c m ạ n g đ iệ n c a o Ih ế được th iế t k ế c h o m ụ c đ íc h tru y ề n d ẫ n n ă n g lư ợ n g tố i ưu n h ắ m v à o v iệ c t ố i th iể u hoá m ấ t m á t tiê u h a o n ân g

lư ợ n g trê n n h ữ n g k h o ả n g c á c h d à i C ác m ấ t m á t tiê u h a o tro n g tru y ề n d ẫ n n ăn g

lư ợ ng đ iệ n về b ả n c h ấ t bao g ồ m m ấ t m á t tiê u h a o d o n h iệ t h a y d o đ iệ n trở th u ầ n của

vậ t liệ u c h ế tạ o d â y d ẫn và cá c -năng lư ợ n g b ị rò r ỉ, c h ẳ n hạn n h ư m á t m á t tiê u h ao

d o rò r ỉ d ò n g đ iệ n trê n các b ộ c á c h đ iệ n M ạ c d ù k h i tă n g đ iệ n áp th ô n g thư ờ n g sẽ

g iả m tiê u h a o d o n h iệ t n h ư n g m ấ t m á t tiê u hao d o rò r ỉ c ũ n g đ ồ n g th ờ i tă n g th e o , d o

đ ó n g ư ờ i ta p h ả i tìm ra được m ộ t sự cân đ ố i tố i ưu V iệ c x á c đ ịn h k íc h thư ớ c tiế t

d iệ n n g a n g c ủ a d â y p h ù hợp và v iệ c lự a c h ọ n v ậ t liệ u th íc h hợ p c ó th ể g iả m được

n h ữ n g m ấ t m á t tiê u h a o d o n h iệ t Đ iệ n trở th u ầ n tư ơ ng ứ ng v ớ i n h ữ n g m ấ t m á t tiê u hao d o n h iệ t tạ i tầ n số 5 0 h oặ c 6 0 H z c ó th ể k h ô n g lớ n hơn trư ờ n g hợ p D C , b ớ i v ì

v iệ c p h â n p h ố i d ò n g đ iệ n trê n tiế t d iệ n n g a n g k h ô n g lớ n hơn h ằ n g s ố d o h iệ u ứng bề

m ặ t [1 1 , 1 4], C ó m ộ t sự d ịc h c h u y ể n d ò n g đ iệ n th e o bề m ặ t d â y d ẫ n v à đ iệ n trở h iệ u

d ụ n g là lớ n h ơ n trư ờ n g hợp D C

P hư ơng tr ìn h ( 3 1 ) là m ộ t đ ịn h n g h ĩa h ơ i bất thư ờ n g được sử d ụ n g tro n g c ô n g n gh ệ

n ă n g lư ợ n g , tr o n g đ ó đ iệ n trở h iệ u d ụ n g , R eỉĩ c ủ a m ộ t d â y được x á c đ ịn h b ằ n g t ỷ sô'

c ủ a c ô n g s u ấ t h iệ u d ụ n g Pv đ ã tiê u th ụ th e o c h iề u d ọ c c h ia c h o b ìn h p hư ơ n g d ò n g

đ iệ n h iệ u d ụ n g đ i q u a I 2.

N h ữ n g m ấ t m á t tiê u h ao d o rò r i p h ụ th u ộ c v à o c h ấ t lư ợ ng và th iế t k ế c ủ a bộ

cá c h đ iệ n V ề cơ bản c h ú n g n h ỏ hơn v à i lu ỹ thừ a cơ s ố m ư ờ i so v ớ i n h ữ n g m ấ t m á t tiê u h a o d o n h iệ t k h i h o ạ t đ ộ n g ở tố c đ ộ b in h thư ờ ng N h ữ n g m ấ t m á t tiê u h a o d o rò

r ỉ c ó th ể c h ỉ đư ợ c tín h to á n đ ạ i k h á i và lệ th u ộ c rấ t lớ n v à o n h ữ n g th a y đ ổ i bất

th ư ờ n g c ủ a th ờ i tiế t

21

-Chương 3 • Hệ thống cung câp diện năng và một số đặc tính cơ bản

Ở m ạ n g đ iệ n c a o th ế c ó th ê m tiê u h ao d o h iệ n tư ợ ng đ iệ n h oa (h iệ n tư ợ ng

p h ó n g t ia lử a đ iệ n ) , x u ấ t p h á t từ cá c h o ạ t đ ộ n g p h ó n g đ iệ n tro n g m ô i trư ờ n g k h ô n g

k h í d o c ư ờ n g đ ộ đ iệ n trư ờ n g cao H iệ n tư ợ ng p h ó n g đ iệ n n à y c ó th ể x ả y ra tro n g

k h ô n g k h í k h ô k h i cư ờ ng đ ộ đ iệ n trư ờ n g vượt q u á 15 k v / c m T r o n g m ô i trư ờ n g k h í

ẩ m h o ặ c c ó sư ơ ng th ì v ớ i cư ờ ng đ ộ đ iệ n trư ờ n g n h ỏ hơn rấ t n h iề u c ũ n g c ó th ể g â y

n ên h iệ u ứ n g tư ơ n g tự D â y d ẫ n đ iệ n c à n g m ỏ n g th ì h iệ u ứng p h ó n g tia lử a đ iệ n cà n g

m ạ n h v ì cư ờ ng đ ộ c ủ a đ iệ n trư ờ n g ở b iê n rấ t ca o sau đ ó x u ấ t h iệ n trê n bề m ặ t củ a

d â y d ẫ n H iệ n tư ợ n g p h ó n g đ iệ n h o a k h ô n g n h ữ n g g â y nên m ấ t m á t n ă n g lư ợ n g m à

c ò n là n g u y ê n n h â n g â y ra cá c trở n g ạ i về tầ n số c a o là m g iả m k h ả n ă n g tiế p n hậ n

s ó n g v ô tu y ế n , c h ủ y ế u là tro n g cá c d ả i s ó n g tru n g b ìn h v à s ó n g d à i

C á c h th ứ c sắp x ế p cá c đư ờ ng d â y đ iệ n ca o th ế th e o d ạ n g h ìn h h ọ c p hù h ợ p có

th ể g iú p g iả m m ấ t m á t tiê u h ao d o đ iệ n h o a và c á c n h iễ u liê n q u a n m à k h ô n g cần

tă n g tiế t d iệ n n g a n g c ủ a d à y đến cá c k íc h thư ớc k h ô n g thự c tế và k h ô n g k in h tế

V iệ c sắ p x ế p cá c d â y th e o c ấ u trú c b ố n đư ờ ng tr u n g k ế , tro n g đ ó m ộ t d â y được đặt trê n m ỗ i g ó c c ủ a h ìn h v u ô n g , là m ộ t tro n g n h ữ n g p hư ơ n g p h á p được á p d ụ n g rấ t

th à n h c ô n g trê n k h ắ p th ế g iớ i n h ằ m g iớ i hạn n h ữ n g m ấ t m á t tiê u h a o d o đ iệ n hoa

L ấ y v í d ụ , v ớ i m ộ t d â y d ẫ n c ó b án k ín h x ấ p x ỉ 1 c m và c h iề u d à i c ạ n h h ìn h v u ô n g 4 0

c m , c h ú n g ta c ó th ể th a y th ế c h o m ộ t d â y c ó b án k ín h d â y 2 2 c m k h á h iệ u q u ả đ ố i

vớ i v ấ n dề h iệ u ứ ng đ iệ n h oa [1 1 , 14]

Ớ c á c tầ n s ố c a o hơ n d ù n g c h o v iệ c tru y ề n s ó n g m a n g tro n g m ô i trư ờ n g m ạ n g

đ iệ n lư ớ i (C T P ) , trở k h á n g c ủ a d â y d ẫ n lớ n hơn n h iề u tro n g trư ờ n g hợ p D C , tu ỳ

c h o th ấ y rằ n g c h ú n g ta sẽ g ặ p p h ả i cá c g iá t r ị s u y h a o lớ n hơn n h iề u đ ố i v ớ i trư ờ n g

h ợ p tr u y ề n c á c tí n h iệ u tầ n s ố c a o so v ớ i trư ờ n g hợ p tru y ề n cá c tín h iệ u ở tầ n số đ iệ n

n ă n g H ơ n nữa, c ấ u h ìn h c ủ a m ộ t đư ờ ng d â y đ iệ n c a o th ế d ù n g để tr u y ề n n ă n g lư ợ ng

Chương 3 • Hệ thông cung câp điện năng và một số dặc tính ca bản

là h oà n to à n k h á c vớ i cấ u h ìn h c ủ a đư ờ ng d â y tru y ề n d ẫ n dữ liệ u T r o n g k h i tru y ề n

d ẫ n n ă n g lư ợ n g lu ô n lu ô n bao g ồ m tả i trê n tấ t cả ba đư ờ ng d â y tro n g hệ th ố n g ba

p h a th ì tr u y ề n th ô n g dữ liệ u th ư ờ n g c h ỉ sử d ụ n g h a i d â y Đ iề u n à y c ó n g h ĩa là c h ú n g

ta sẽ th u được c á c k ế t q u ả k h á c n h a u k h i n g h iê n cứu cá c q u á tr ìn h tru y ề n s ó n g tro n g

tr u y ề n d ẫ n n ă n g lư ợ n g so vớ i tru y ề n th ô n g dữ liệ u

3 2 1 T r u y ề n d ẩ n n ă n g lư ợ n g trê n các đ ư ờ n g d â y đ iệ n cao th ê tre o tr ê n c ộ t

T r o n g p h ầ n n à y , trư ớ c h ế t c h ú n g ta q u a n tâ m đ ế n các q u á tr ìn h trễ s ó n g tro n g tru y ề n

d ẫ n n ă n g lư ợ n g đ iệ n ở tầ n số 5 0 h o ặ c 6 0 H z C h ú n g ta sẽ dự a và o n g u ồ n g ố c về các đặc tín h c ủ a đ ư ờ n g d â y v ớ i tầ n s ố c a o hơ n được trìn h b à y ở đ o ạ n sau c ủ a p h ầ n n ày

C á c đ ư ờ n g d â y đ iệ n ca o th ế tre o trê n c ộ t c ó th ể được m ô tả tr o n g m ô h ìn h m ộ t

p ha g iố n g h a i đ ư ờ n g d â y vớ i cá c “ h ằ n g s ố đư ờ ng d â y " cơ b ả n là R' ( trở k h á n g trê n

m ộ t đơ n v ị d à i), G ' (đ ộ d ẫn rò r ỉ trê n m ộ t đơ n v ị d à i), L ' (c ả m k h á n g trê n m ộ t đơ n v ị

d à i), v à C ' (đ iệ n d u n g trê n m ộ t đơ n v ị d à i) C h ú ý rằ n g các g iá t r ị L ', C', và R' phụ

th u ộ c v à o tầ n số Đ ể h iể u tố t hơ n c h ú n g ta x é t m ộ t v í d ụ về m ộ t đư ờ ng đ iệ n á p 3 8 0

k V g ồ m b ố n đ ư ờ n g trụ c , được sắp x ế p th e o h ìn h v u ô n g c ó c h iề u d à i c ạ n h là s = 4 0 , tro n g đ ó m ộ t d â y đơn b a o g ồ m m ộ t lõ i th é p dưới d ạ n g m ộ t c á p v ớ i m ộ t số lư ợ n g lớ n

23

-Chương 3 • Hệ thông cung câp điện năng và một 50 đặc tính cơ bản

V iệ c x o ắ n d â y g â y nên h iệ n tư ợ ng k é o d à i d à y v à d o đ ó là m tă n g đ iệ n trở của

d â y , c ó th ể là 1 -2 % , p hụ th u ộ c v à o lo ạ i d à y [1 1 ], V iệ c tín h to á n cá c q u a n hệ m ậ t

th iế t c ủ a cá c h iệ u ứng bề m ặ t tạ i tầ n số đ iệ n n ă n g v ớ i cấ u tr ú c d â y n h ư đ ã m ô tả trê n

h ìn h 3 -2 là rấ t k h ó k h ă n Đ â y là lý d o g iả i th íc h tạ i sao cá c n h à sản x u ấ t các d â y

đ iệ n c a o th ế đưa ra cá c g iá t r ị đ o đ ạc về đ iệ n trở h iệ u d ụ n g trê n đ ộ d à i Refl tạ i tầ n số

5 0 h o ặ c 6 0 H z tro n g các bản g T ừ các b ả n g n à y c h o th ấ y đ iệ n trở h iệ u d ụ n g Æ’ e ff»

0 ,0 3 Q / k m vớ i d â y đ iệ n 3 8 0 k V được c h ọ n tro n g v í d ụ ớ trê n [1 0 ] C ác g iá t r ị đặc trư n g c ủ a trở k h á n g tă n g tu ỳ th u ộ c v à o h iệ u ứng bề m ặ t n ằ m tro n g k h o ả n g 2 - 4 % [1 4 ] K h i n h iệ t đ ộ d â y d ẫ n tă n g c ũ n g c ó th ể d ẫ n đ ến tă n g trở k h á n g , hơ n th ế nữa n ó

c ũ n g là m tă n g h iệ u ứ ng bề m ặ t

H ầ u n h ư là k h ô n g c ó c á c h n à o để tín h to á n h ằ n g s ố đư ờ ng d â y cơ bản G'. C ác

g iá t r ị đ ã đ o c ủ a G' á p d ụ n g c h o cá c cấu h ìn h đư ờ ng d â y tre o trê n c ộ t ba p ha thự c tế được c h o tro n g cá c b ả n g L ấ y t h í d ụ , g iá t r ị G ' « 3,5 X 1 0 s s /k m đ ố i v ớ i đư ờ ng d â y

3 8 0 k V được sử d ụ n g tro n g v í d ụ trê n

V ớ i v à i p h é p đơ n g iả n h o á , h ằ n g s ố đư ờ ng L' c ó th ể được tín h v ớ i đ ộ c h ín h xá c vừa đ ủ tạ i m ộ t k ế t q u ả c ó thể c h ấ p n h ậ n được V ớ i m ộ t đư ờ ng tru y ề n d ẫn g ồ m hai

đ ố i v ớ i m ô h ìn h th a y th ê m ộ t p h a là k h ó hơn n h iề u d o các vấ n đề sau đ â y :

• C á c d â y k h ô n g lớ n n h ư n g b ị hạn c h ế (d o lõ i th é p )

• D â y d ẫn m ộ t p h a được lấ y ra từ b ố n d â y riê n g b iệ t, m ỗ i d â y d ẫ n 1 /4 d ò n g d â y

n g o à i

• C á c d â y d ẫ n ba p h a được sắp x ế p th e o các c ạ n h c ủ a m ộ t ta m g iá c đ ề u và th e o cặp

Đ ể d ễ tín h to á n c h ú n g ta n ên lo ạ i b ỏ n h ữ n g ả nh hư ở ng d o b ụ i b ẩ n , c ộ t đ iệ n và

c á c m ạ n g d ẫ n đ iệ n k h á c , c h ẳ n g h ạ n n h ư các đư ờ ng d â y p h ò n g b ị T u y n h iê n , v iệ c tín h to á n đ ò i h ỏ i p h ả i th u được m ộ t m ạ c h tư ơ ng đư ơ ng m ộ t p ha

Chương 3 • Hệ thông cung câp điện năng và một số đặc tính cơ bản

v ớ i đ ộ tự c á m trê n m ộ t đ ơ n v ị c h iề u d à i đ ố i vớ i đư ờ ng d â y d ò n g đ iệ n 3 8 0 k v tre otrê n c ộ t c ó c ấ u tr ú c đ ố i x ứ n g là k h á phứ c tạ p [1 ] T ư ơ n g tự, h ằ n g s ố đư ờ ng d â y L ' ,

đ iệ n d u n g trê n m ộ t đơn v ị d à i C' c ũ n g c ó th ế được x á c đ ịn h v ớ i m ộ t g iá t r ị c ó thể

c h ấ p n h ậ n được b ằ n g m ộ t số p h é p đơ n g iả n hoá n à o đó Sau m ộ t q u á tr ìn h tín h to á n ,

Vl + X = 1 + x / 2

25

-Chương 3 • Hệ thông cung câp điện nâng và một sei đặc tính cơ bản

( X W— — + 5 ^ - và P ^ con/ Z / C 7 (3 1 0 )

2 • Z L 2Phư ơng tr ìn h ( 3 1 0 ) c h o th ấ y

tâ m đ ế n đ iệ n trở trê n m ộ t đơ n v ị d à i R' là đủ

C á c g iá t r ị đư ờ ng d â y đ ã x á c đ ịn h c h o p h é p m ô tả về phư ơ ng d iệ n to á n h ọ c c ủ a

sự b iế n đ ổ i c ủ a các g iá t r ị h iệ u d ụ n g phứ c c ủ a d ò n g l(l) và đ iệ n áp u ( l) th e o d ọ c

đư ờ ng d â y đ iệ n c a o th ế n hư là cá c h à m c ủ a cá c g iá t r ị h iệ u d ụ n g phứ c c ủ a d ò n g I E

và đ iệ n á p U p tạ i đ ầ u c u ố i c ủ á đư ờ ng d â y và to ạ đ ộ v ị t r í /, là đ ạ i lư ợ n g được sử

d ụ n g để tín h đ iể m bắt đ ầu tạ i đ ầu c u ố i c ủ a đư ờ ng d â y C h ú n g ta c ó :

U{1) = ƯE ■ c o s h (y i ) + I E Z L • s i n h ( y-ì) (3 1 2 )và

l( l) = • s in h ( y -ì)+ I E • c o s h (y • l) (3 1 3 )

Z>L

T r o n g lĩn h vự c tru y ề n n ă n g lư ợ n g đ iệ n c ó tầ n s ố x o a y c h iề u 5 0 h o ặ c 6 0 H z , các

p hư ơ n g tr ìn h đ ư ờ n g d â y (3 1 2 ) và (3 1 3 ) được sử d ụ n g để x á c đ ịn h c h ín h x á c các trạ n g th á i c ủ a đ ư ờ n g d â y ở đ â y , v iệ c n à y là hết sức c ầ n th iế t bở i v ì k h i sử d ụ n g m ộ t

h o ạ t đ ộ n g ở m ộ t đư ờ ng d â y đ iệ n c a o th ế c h ẳ n g h ạ n , c h ú n g ta p h ả i trá n h cá c trạ n g

th á i q u á áp K h i m ộ t d â y d à i c h ạ y k h ô n g tả i ở đ o ạ n c u ố i h o ặ c được h o ạ t đ ộ n g tro n g

đ iể u k iệ n tả i n h ỏ , v ớ i đ iệ n á p d a n h đ ịn h UN tạ i đ iể m bắt đ ầ u th ì đ iệ n á p tạ i đ iể m

c u ố i c ủ a d â y lớ n h ơ n UN. H iệ n tư ợ ng n à y là rấ t n g u y h iể m c h o c á c b ộ c á c h đ iệ n ,

b iế n áp v à cá c c h u y ể n m ạ c h D o đ ó , c h ú n g ta c ó cá c b iệ n p h á p th íc h hợ p để n g ă n

c h ặ n k ịp th ờ i v à đ ả m b ả o an to à n c h o to à n hệ th ố n g [1 0 ]

Chương 3 • Hệ thông cung câp điện năng và một 60 ảặc tính cơ bản

C ó m ộ t trạ n g th á i tả i rấ t đ ặ c b iệ t ở đư ờ ng d â y ca o th ế x u ấ t h iệ n k h i đư ờ ng d â y

đ ó b ị n g ắ t v ớ i m ộ t trở k h á n g riê n g Z / tạ i đ iể m c u ố i T ro n g trư ờ n g hợ p n à y , m ộ t c ô n g

s u ất được g ọ i là c ô n g suất d a n h đ ịn h được đ ịn h n g h ĩa n h ư sau:

được tru y ề n đ i Đ iề u n à y c ó n g h ĩa là h iệ n tư ợ ng q u á á p k h ô n g th ể x u ấ t h iệ n b ở i v ì

c á c th a o tá c đ ư ờ n g d â y k h ô n g b ị p h ả n xạ G iá t r ị h iệ u d ụ n g u ự ) c ủ a đ iệ n áp d ọ c

th e o đư ờ ng d â y g iả m từ m á y p h á t đ ến đầu p h ía k h á c h h à n g v ớ i eal. P hư ơ ng trìn h(3 1 2 ) trở th à n h

Snat là m ộ t g iá t r ị đ ư ờ n g đặc tín h th ứ cấp V í d ụ , v ớ i đư ờ ng d â y ca o th ế 3 8 0 k V ba

p h a tre o trê n c ộ t, c h ú n g ta c ó

s nat = 5 9 4 ,8 • e ' i3 ’12° M V A * P nat = 5 9 6 ,8 6 M W (3 1 6 )

T h ự c tế , v iệ c th a o tác m ộ t đư ờ ng d â y đ iệ n ca o th ế vớ i S nat c ố đ ịn h là rấ t k h ó

k h ă n d o n h ữ n g th a y đ ổ i về tả i, tro n g k h i b ộ th a o tá c đư ờ ng d â y c h ỉ c ó th ể đ iề u k h iể n tro n g m ộ t p h ạ m v i rấ t g iớ i h ạ n sao c h o hệ số n à y x á c đ ịn h cá c đ iề u k iệ n h o ạ t đ ộ n g

Sự th a o tá c c ủ a đư ờ ng d à y v ớ i S nat là p h ù hợ p vớ i c ô n g s u ấ t p h ả n h ồ i k h ô n g m o n g

m u ố n , b ở i v ì c ô n g suất p hản h ồ i k h ô n g x u ấ t h iệ n tro n g trư ờ n g hợ p n à y V iệ c bù

c ô n g su ất p h ả n h ồ i củ a đư ờ ng d â y lu ô n lu ô n là đ iề u được m o n g đ ợ i m à k h ô n g c ầ n

q u a n tâ m đ ế n tả i d ò n g đ iệ n [1 0 ] V ớ i c ô n g su ất d a n h đ ịn h S n a t, c h ú n g ta nên c h ú ý

rằ n g đ â y k h ô n g p h ả i là c ô n g suất g iớ i hạn củ a m ộ t đư ờ ng d â y S nat k h ô n g th ể n hậ n được từ c á c m ấ t m á t tiê u hao d o n h iệ t, đặc b iệ t đ ố i vớ i cá c đư ờ ng d â y c ó đ iệ n áp

d a n h đ ịn h th ấ p và d o đ ó c ũ n g c ó trở k h á n g riê n g n h ỏ , v í d ụ n h ư cáp N g ư ợ c lạ i, các

đư ờ ng d â y đ iệ n c a o th ế tre o trê n c ộ t c ũ n g c ó th ể tru y ề n c á c c ô n g s u ấ t lớ n hơ n S n a t

D ự a và c á c m ố i q u a n tâ m ở trê n , c h ú n g ta sẽ p h ả i cẩ n th ậ n để k h ô n g đưa ra

m ộ t k ế t lu ậ n sa i rằ n g v ớ i sự tư ơ ng th íc h tạ i c u ố i đư ờ ng d â y c h ú n g ta sẽ c ó trạ n g th á i

n h ư n h a u đ ố i v ớ i tru y ề n n ă n g lư ợ n g và tru y ề n th ô n g d ữ liệ u , d o đ ó c h ấ p n h ậ n m ộ t sự

m ấ t m á t n ă n g lư ợ n g đ ế n 5 0 % M ộ t đư ờ ng d â y đ iệ n ca o th ế k ế t th ú c h o ạ t đ ộ n g vớ i

S nat c h ỉ tạ i đ iể m c u ố i c ủ a n ó v ớ i trở k h á n g riê n g c ủ a nó v ề m ặ t c ấ p n g u ồ n , m á y

p h á t k h ô n g b a o g iờ được tra n g b ị v ớ i m ộ t đ iệ n trở n ộ i b ằ n g v ớ i trở k h á n g riê n g ,

n h ư n g đ iệ n trở n ộ i c ủ a m á y p h á t được g iữ ở g iá t r ị n h ỏ n h ấ t c ó thể

27

-Chương 3 • Hệ thông cung câp điện năng và một s ố ảặc tính cơ bản

N ế u m u ố n đưa ra m ộ t h ìn h ả n h phác th ả o về đ iề u k iệ n h o ạ t đ ộ n g c ủ a m ộ t

đư ờ n g d â y đ iệ n c a o th ế , th ì c h ú n g ta nên tiế n h à n h v ớ i m ô h ìn h m ộ t đư ờ ng d â y ít b ị

s u y hao , c ó n g h ĩa là c h o R' = 0 và G ' = 0 Đ iề u n à y sẽ đơn g iả n hoá cá c phư ơ ng trìn h( 3 1 2 ) và ( 3 1 3 ) th à n h

U(l) = U E -c o s (p -Z )+ j I E s i n ( p z ) (3 1 7 )và

Z L

B iê n đ ộ tín h iệ u g iả m tư ơ ng ứng vớ i đ ộ s u y g iả m th e o hệ s ố ea l P hép đơn

g iả n hoá ở trê n th ư ờ n g h a y được sử d ụ n g tro n g k h i th iế t k ế các hệ th ố n g tru y ề n s ó n g

m a n g q u a m ạ n g đ iệ n lư ớ i (C T P - C a rrie r T ra n s m is s io n o v e r P o vve rlin e s)

3.2.2 Các đường điện cao thê treo trên cột dùng cho truyền dẩn tín hiệu có tần

sô cao

Đ ố i v ớ i cá c m ạ n g đ iệ n c a o th ế , cá c b iệ n p h á p đưa ra c h ủ y ế u n h ằ m g iữ c h o đ ộ

s u y g iả m c ủ a cá c tín h iệ u c ó tầ n s ố c a o ở m ứ c th ấ p n h ấ t c ó th ể T ạ i các đ iể m b ắ t đầu

và đ iể m c u ố i c ũ n g n h ư các c h ỗ n ố i, ngư ờ i ta p h ả i sử d ụ n g cá c b ộ lọ c k h ố i tầ n số

s ó n g m a n g c ó d ạ n g các c u ộ n c ả m v ớ i các g iá t r ị tự c ả m từ 0 ,5 đ ế n 2 m H , th ô n g

th ư ờ n g đư ợc c ấ u tạ o g iố n g như cá c c u ộ n d â y lõ i k h í h ìn h trụ (x e m h ìn h 3 -3 ) C h ú ý

rằ n g , th ư ờ n g th ì v iệ c tru y ề n s ó n g m a n g trê n các đư ờ ng d â y đ iệ n lự c (C T P ) sẽ n ằ m tro n g d ả i d ư ớ i 5 0 0 k H z , d ẫn đ ế n cá c g iá t r ị tự c ả m thư ờ n g lớ n Đ ể c h o tư ơ ng th íc h

g iữ a trở k h á n g r iê n g c ủ a các đư ờ ng d â y , ngư ờ i ta sử d ụ n g cá c k h ố i g h é p n ố i v à o và

ra đ ặ c b iệ t T h e o th u ậ t n g ữ tru y ề n tín h iệ u tầ n s ố c a o , c h ú n g ta k h ô n g n ó i đến hệ

th ố n g d ò n g đ iệ n b a p h a đ ố i x ứ n g n h ư n g lạ i n ó i đ ến m ộ t hệ th ố n g gần n h ư hệ th ố n g

h a i d â y Sự ả n h hư ở ng c ủ a c ộ t đ iệ n v à c á c d â y d ẫ n , các cực v à c á c d â y b ả o vệ bên

c ạ n h th ư ờ n g c ó th ể lo ạ i b ỏ tro n g v iệ c tín h to á n cá c h ằ n g số đư ờ ng d â y B â y g iờ , các

h ằ n g số đ ư ờ n g d â y L ' và C ’ lạ i đư a ra cá c g iá t r ị k h á c so v ớ i tro n g (3 4 ) v à (3 5 )

Đ iệ n trớ trê n m ộ t đơ n v ị d à i R' sẽ tă n g m ộ t cá ch đ ộ t n g ộ t th e o h iệ u ứ ng bề m ặ t, p h ụ

th u ộ c v à o tầ n số Đ ộ d ẫ n d ò n g rò trê n m ộ t đơn v ị d à i G ' liê n q u a n đ ến tầ n số 5 0

h o ặ c 6 0 H z , k h ô n g c ó ý n g h ĩa ở đ â y T h a y v à o đ ó , trạ n g th á i c ủ a m ô i trư ờ n g k h ô n g

k h í b a o q u a n h c á c d â y , p h ụ th u ộ c và o th ờ i tiế t, sương g iá ả n h hư ở ng trự c tiế p đ ế n đ ộ

s u y h a o c ủ a tí n h iệ u c ó tầ n số cao T r o n g thự c tế k h ô n g c h ỉ c ó sương m ù m à c ò n c ó

sư ơ ng, m ư a , v à tu y ế t, c h o th ấ y ả n h hư ởng rõ nét

Chương 3 • Hệ thông cung câp điện năng và một số đặc tính cơ bản

Đ ộ tự c ả m trê n m ộ t đơ n v ị d à i L'H p h ả i được tín h to á n th e o (3 3 ) , tro n g đ ó cấu trú c d à y (d ạ n g n h ư b ố n d â y tru n g k ế ) p h ả i được tín h to á n Đ iệ n d u n g trê n m ộ t đơn

29

-Chương 3 • Hệ thông cung câp điện nâng và một sô đặc tính cơ bản

(3 2 0 )

và

(3 2 1 )17,3 4

K h i c h ú n g ta b ỏ q u a n h ữ n g m ấ t m á t tiê u hao th ì c h ú n g ta c ó th ể p h á t b iể u trở k h á n g riê n g th ự c sự là

đ ố i v ớ i g h é p n ố i h a i d â y L ấ y v í d ụ , [1 1 ] đưa ra m ộ t g iá t r ị dự k iế n là 5 0 0 Q từ thự c

n g h iệ m th ự c tế

Đ ể x á c đ ịn h đ ộ s u y g iả m c ủ a tín h iệ u c ó tầ n s ố ca o, trư ớ c h ế t c h ú n g ta c ầ n x á c

đ ịn h h ằ n g số s u y g iả m a. H ằ n g số n à y c ó th ể được tín h to á n từ R' và z u i tro n g k h i

b ỏ bê G ' v ớ i m ộ t x ấ p x ỉ tố t dựa v à o (3 1 0 ) C ác h iệ u ứng s u y h a o thự c tế là d o sương,

tu y ế t p h ủ , m ư a n ặ n g h ạ t, h a y m â y , n hư đ ã đề c ậ p ở trê n , k h ô n g th ể c ó tro n g m ộ t

p h é p tín h T r ở k h á n g trê n m ộ t đơ n v ị d à i R' p h ụ th u ộ c v à o tầ n s ố d o h iệ u ứng bề

m ặ t Sử d ụ n g ( 3 2 ) , c h ú n g ta c ó phư ơ ng trìn h g iá t r ị T a y lo r

Đ ộ s u y g iả m c ủ a các tín h iệ u tầ n số c a o trê n đư ờ ng d â y đ iệ n ca o th ế p h ụ th u ộ c

v à o tầ n số th e o h à m câ n bậc h a i v à c h ú n g ta c ó

V í d ụ , n ế u c h ú n g ta q u a n sát m ộ t đư ờ ng d â y 3 8 0 k V ba p ha tre o trê n c ộ t v ớ i đ ộ

d à i 5 0 0 k m đư ợ c sử d ụ n g để tru y ề n cá c tín h iệ u c ó tầ n s ố s ó n g m a n g 1 M H z th ì đ ộ

s u y g iả m th e o th ự c n g h iệ m c ủ a đư ờ ng d â y n à y d o n h ữ n g m ấ t m á t tiê u h a o th u ầ n là

Chương 3 • Hệ thông cung câp điện năng và một s ố ảặc tính cơ bản

th ố n g , b ở i v ì h à n g lo ạ t các tá c đ ộ n g v ậ t lý k h á c c ó th ể d ẫ n đ ế n v iệ c tă n g đ ộ su y

g iả m cá c tín h iệ u có tầ n số c a o , c h ằ n g hạn n h ư sương m ù , tu y ế t và m ư a to n hư đã được đề c ậ p ở trê n Sự h ìn h th à n h sương m ù và b ă n g tu y ế t trê n bề m ặ t đư ờ ng d â y

g â y nên h iệ u ứ ng tă n g đ ộ s u y g iả m tín h iệ u rấ t lớ n N h ũ n g n g h iê n cứu về m ặ t lý

th u y ế t g iả i th íc h đ iề u n à y là d o h iệ n tư ợ ng m ấ t m á t đ iệ n m ô i ca o tro n g m ô i trư ờ n g

b ă n g tu y ế t T r o n g n h ữ n g trư ờ n g hợ p đặc b iệ t như đ ó n g b ă n g đư ờ ng d â y , v ớ i các tầ n

số c h ỉ k h o ả n g 1 0 0 k H z th ì các g iá t r ị c ủ a đ ộ s u y g iả m đ ã tă n g lê n đ ến 15 lầ n so vớ i

th ờ i tiế t k h ô rá o đ ã được đ o ở [1 1 ] Ở C h â u  u , ngư ờ i ta c ó th ể g iả th iế t rằ n g c h ỉ c ó

n h ữ n g đ o ạ n d â y đ iệ n c a o th ế tre o trê n c ộ t c ó đ ộ d à i n g ắ n được p h ơ i b à y ra g iữ a tác

đ ộ n g k h ắ c n g h iệ t c ủ a th ờ i tiế t, đế’ k h ô n g p h ả i g ặ p cá c g iá t r ị lớ n n h ấ t c ủ a đ ộ su y

g iả m tro n g th iế t k ế đ ã được đ o đạc

T u y n h iê n , m ặ c d ù tro n g đ iề u k iệ n th ờ i tiế t k h ô , cá c đư ờ ng d â y đ iệ n ca o th ế tre o trê n c ộ t c ó đ iể m g h é p n ố i h ai d â y v ẫ n c h o th ấ y cá c g iá t r ị s u y g iả m ca o hơn

c h ú n g ta m o n g đ ợ i, c h ỉ dựa v à o p hư ơ ng trìn h (3 2 5 ) d o cá c m ấ t m á t d o đ iệ n trở L ý

d o c h ín h c ủ a đ iề u n à y là n h ữ n g m ấ t m á t tiê u hao d o m ặ t đ ấ t, bớ i v ì k h o ả n g c á c h từ

h a i d â y d ẫ n tầ n s ố ca o đ ế n m ặ t đ ấ t c h ỉ lớ n hơn k h o ả n g ba h a y b ố n lầ n so vớ i k h o ả n g

c á c h g iữ a h a i d â y T ạ i các tầ n số ca o, c ũ n g x ả y ra cá c m ấ t m á t tiê u h a o d o c h ấ t đ iệ n

m ô i M ấ t m á t tiê u h a o d o m ặ t đ ấ t th ư ờ n g lớ n hơn n h ữ n g m ấ t m á t tiê u h a o d o c h ín h

c á c đ ư ờ n g d â y Đ ộ s u y g iả m g â y n ên b ở i m ặ t đ ấ t sẽ tă n g k h i tầ n số ca o hơ n v à được

x á c đ ịn h c h ủ y ế u n h ờ t ỷ số g iữ a k h o ả n g cá ch d â y d và c h iề u ca o H c ủ a các d â y so

v ớ i m ặ t đ ấ t B ả n g 3-1 đưa ra m ộ t v à i hư ớ ng d ẫ n th iế t k ế thự c tế đ ố i v ớ i đ ộ s u y g iả m

D trê n 100 k m n h ư là m ộ t h à m c ủ a tầ n s ố vớ i m ộ t t ỷ lệ (I/H = 3 /5

Bánẹ 3-1. Độ suy giảm phụ thuộc vào tần sô do ánh hưởng của m ật đất

Độ suy giảm D trên 100 km /f(kHz)

So sá c h b a g iá t r ị n à y v ớ i p hư ơ ng trìn h (3 2 5 ) ta th ấ y rằ n g đ ộ s u y g iả m p h ụ

th u ộ c v à o n h ữ n g m ấ t m á t tiê u h a o trê n đư ờ ng d â y trở th u ầ n c ó th ể được b ỏ qua

K h i đ ặ t v ấ n đề n g h iê n cứu c h ấ t lư ợ n g c ủ a v iệ c tru y ề n th ô n g t in th ì c h ú n g ta

k h ô n g th ể c h ỉ q u a n tâ m đ ến các đặc tín h củ a đ ộ s u y g iả m T o à n th ể các v ấ n đề về

n h iễ u c ũ n g p h ả i được q u a n tâ m v ì đ ố i v ớ i c h ấ t lư ợ n g tín h iệ u n h ậ n th ì t ỷ s ố c ô n g

31

-Chương 3 • Hệ thông cung câp điện năng và một ôố đặc tính cơ bản

su ất tín h iệ u (h a y c ô n g su ất hữu íc h ) s trê n c ô n g su ất n h iễ u N tạ i b ộ n h ậ n n ằ m tro n g

d ả i th ô n g c ủ a b ộ n h ậ n đ ó n g v a i trò q u y ế t đ ịn h Đ iể u n à y có n g h ĩa là t ỷ số c ô n g suấttín h iệ u trê n c ô n g suất tạ p n h iễ u là m ộ t t ỷ số rấ t q u a n trọ n g :

3.2.3 N h iễu tần sô cao trên các đường dây cao th ế treo trên cột

D ự a v à o n g u ồ n g ố c c ủ a c h ú n g , ta c ó th ể p hâ n b iệ t được h a i lo ạ i n h iễ u tầ n s ố ca o trê n c á c đ ư ờ n g d â y đ iệ n c a o th ế tre o trê n c ộ t:

1 N h iễ u x u n g k im , thư ờ n g x u ấ t h iệ n th e o c h u k ỳ N g u y ê n n h â n : d o các c h u y ể n

m ạ c h h o ặ c h iệ n tư ợ ng sự p h ó n g đ iệ n k h í q u y ể n (p h ó n g h ổ q u a n g )

2 N h iễ u c ó d ả i tần rộ n g , n h iễ u x u ấ t h iệ n th ư ờ n g x u y ê n c ó m ứ c cao N g u y ê n

n h â n : h iệ n tư ợ ng p h ó n g q u ầ n g sá ng (p h ó n g đ iệ n h o a ), h iệ n tư ợ ng p h ó n g đ iệ n

lạ n h , c h ẳ n g hạn trê n cá c b ộ c á c h đ iệ n

L o ạ i n h iễ u th ứ n h ấ t c ó tr ả i p h ổ rộ n g , tu y n h iê n c h ỉ x u ấ t h iệ n tro n g th ờ i g ia n

n g ắ n C h ú n g ta c ó th ể q u a n sát được 3 0 0 x u n g n h iễ u tro n g m ộ t g iâ y [1 1 ] B iê n đ ộ

x u n g n h iễ u lo ạ i n à y k h á lớ n d o đ ó c ó th ể tạ o nên cá c đ ỉn h đ iệ n áp n g u y h iể m c h o các t h iế t b ị n h ậ n tu ỳ th u ộ c v à o tầ n s ố c ủ a nó D o v ậ y , cầ n p h ả i c ó các b iệ n p h á p bảo

vệ cá c m ứ c lố i v à o c h o th iế t b ị n h ậ n T u y n h iê n , v ớ i các tín h iệ u C T P th ì x á c suất

là m h ỏ n g th iế t b ị n h ậ n là rấ t n h ỏ v ì các d ạ n g só n g c ủ a C T P là h ẹ p và d à i so v ớ i đ ộ

rộ n g th ô n g th ư ờ n g [1 1 ]

L o ạ i n h iễ u th ứ h a i c ó th ể được h ìn h th à n h ở m ộ t tầ n số x ấ p x ý 1 M H z như là

n h iễ u G a u ss trắ n g (x e m h ìn h 3 -4 ) Ả n h hư ớng c ủ a c h ú n g n g u y h ạ i hơn n h iề u so vớ i

lo ạ i n h iễ u th ứ n h ấ t b ở i v ì c h ú n g x u ấ t h iệ n thư ờ n g x u y ê n ở m ứ c tư ơ ng đ ố i ca o T h ự c

t ế m ậ t đ ộ p h ổ c ô n g su ất (P S D ) p h ụ th u ộ c rấ t lớ n v à o th ờ i tiế t P SD tă n g k h i m ư a,

tu y ế t p h ủ h a y c ó sương; x ấ p x ỉ 2 0 d B H ìn h 3 -4 c h o th ấ y m ộ t P SD đ iể n h ìn h củ a

c ô n g s u ấ t n h iễ u trê n cá c đ ư ờ n g d â y đ iệ n ca o th ế , tro n g đ ó m ứ c th ô n g t in dựa và o

m ộ t d ả i tầ n 2 ,5 k H z G iá t r ị n à y tư ơ ng ứng vớ i hệ th ố n g đư ờ ng d â y cơ sở k ê n h C T P

Chương 3 • Hệ thông cung câp điện năng và một số' đặc tính cơ bản

Sự d a o đ ộ n g c ủ a c ô n g su ấ t n h iễ ụ n ằ m tro n g k h o ả n g iV min = - 3 0 d B m (tư ơ n g đư ơng

l p W ) v à N max - - 1 0 d B m (tư ơ n g đư ơ n g lO O pXV) p h ụ th u ộ c và o th ờ i tiế t

Mật độ công suất nhiễu

Hìnli 3-4. PSD điển hình của còng suất nhiễu trê n các đường dây điện cao

th ế dựa vào các thông tin tù [11]

3 3 C á c m ứ c đ iệ n t r u n g th ê v à h ạ th ê

T r o n g n h ữ n g n ă m g ần đ à y , m ộ t số lư ợ n g lớ n m ạ n g lư ớ i p h â n p h ố i đ iệ n n ă n g đ ã được

x â y d ự n g v à p h á t tr iể n n h ư là cá c k ê n h tru y ề n th ô n g v ớ i tầ n s ố lê n tớ i k h o ả n g 1 50

k H z C á c đ ặ c tín h tru y ề n d ẫn c ủ a cá c m ạ n g vớ i tầ n s ố lê n đ ế n d ả i M H z th ì chưa được n g h iê n cứ u trư ớ c đ â y cả về l ý th u y ế t và th ự c tế

C á c m ạ n g đ iệ n tr u n g th ế v à hạ th ế th ư ờ n g được x â y d ự n g b ằ n g cá c đ ư ờ ng d â y tre o trê n c ộ t v à c á p c h ô n n g ầ m d ư ớ i đ ấ t C ác đư ờ ng d â y đ iệ n tru n g th ế tre o trê n c ộ t

c ó đ iệ n á p th ô n g th ư ờ n g n h ỏ hơn 110 k V ; g iá t r ị th ô n g th ư ờ n g là 10 - 2 0 k V M ạ n g

n h à c ũ th ư ờ n g v ẫ n th ấ y x u ấ t h iệ n cá c đư ờ ng d â y đ iệ n á p tre o trê n c ộ t Ở n h iề u nơ i

d o v iệ c lắ p đ ặ t hệ th ố n g đư ờ n g d â y c h ô n đ ấ t k h ô n g th ể th ự c h iệ n được h o ặ c v ấ n đề

k in h tế , cá c đ ư ờ n g d â y đ iệ n tre o trê n c ộ t được th a y th ế b ằ n g c á c d â y c á p tre o trê n

c ộ t C ò n lạ i t h ì th ô n g th ư ờ n g m ứ c đ iệ n h ạ th ế th ư ờ n g được c h u y ể n tả i th ô n g q u a cá p

n g ầ m d ư ớ i đ ấ t

3 3

-Chương 3 • Hệ thông cung câp điện năng và một õô ảặc tính cơ bản

C á c đ ư ờ n g d â y đ iệ n tru n g th ế tre o trê n c ộ t có tiế t d iệ n đ ư ờ n g d â y tố i đa là

9 5 /1 5 A l/ S t , c ó n g h ĩa là 95 m r r r n h ô m và 15 m m 2 lõ i thép

3.3.1 Các đặc tín h của các đứờng dày và cáp ở các mức điện tru n g th ế và hạ thê

P h ầ n th ả o lu ậ n sau đ â y đề c ậ p đ ế n các m ạ n g lư ớ i đ iệ n ba pha V ớ i cá c m ứ c

đ iệ n tr u n g th ế v à hạ th ế c h ú n g ta p h â n b iệ t cá c m ạ n g lư ớ i tru y ề n d ẫ n v à cá c m ạ n g

lư ớ i p h â n p h ố i R a n h g iớ i g iữ a h a i d ạ n g n à y là k h ô n g rõ rà n g Q u y lu ậ t n ổ i tr ộ i củ a

m ạ n g lư ớ i p h â n p h ố i đ iệ n là h iệ n tư ợ ng s u y g iả m đ iệ n áp B án k ín h p h â n p h ố i đ iệ n

c ủ a m ạ n g lư ớ i đ iệ n á p m ứ c tru n g b ìn h là 5 đ ến 2 5 k m Ở n ô n g th ô n , b án k ín h n à y có

th ể lớ n hơ n V ớ i m ạ n g đ iê n h ạ th ế th ì b á n k ín h c u n g c ấ p tín h từ đ iể m c u n g c ấ p đ iệ n (tr ạ m h ạ th ế ) v à o k h o ả n g từ 100 m đ ế n 5 0 0 m [1 ],

P h ầ n n à y th ả o lu ậ n về cá c đ ặc tín h củ a đư ờ ng d â y d ẫn đ iệ n vớ i cá c m ứ c đ iệ n

tr u n g th ế và h ạ th ế th e o h a i d ả i tầ n số k h á c n h a u liê n q u a n đến thự c tế: th ứ n h ấ t,

tr o n g m ộ t d ả i tầ n số g ầ n v ớ i tầ n s ố đ iệ n áp, lớ n n h ấ t là 3 k H z và th ứ h a i là tro n g m ộ t

d ả i x ấ p x ỉ tớ i 3 0 M H z , cá ch k h á x a so v ớ i tầ n số đ iệ n áp

Các đặc tính đường dây gần với tần sô điện áp K h i sử d ụ n g m ạ n g đ iệ n lư ớ i c h o

v iệ c tr u y ề n th ô n g tin , trở k h á n g tồ n tạ i g iữ a h a i đư ờ ng d â y đ ó n g m ộ t v a i tr ò rấ t q u a n

tr ọ n g T h e o q u y lu ậ t c h u n g , trở k h á n g n h ỏ hơn c h o p hé p c u n g c ấ p c ô n g su ất lớ n hơn

tr o n g v iệ c tr u y ề n th ô n g tin G ầ n v ớ i tầ n số đ iệ n n ă n g , trở k h á n g c ủ a m ộ t m ạ n g lưới

c u n g c ấ p đ iệ n n ă n g được x á c đ ịn h b ằ n g tả i h iệ n tạ i c ủ a nó D o đ ó , trở k h á n g k h ô n g

c ố đ ịn h m à n ó th a y đ ổ i liê n tụ c T rở k h á n g n à y c h ịu ả nh hư ở ng c ủ a m ứ c đ iệ n áp,

m ậ t đ ộ tả i h iệ n tạ i v à c á c h sử d ụ n g c ủ a k h á c h h à n g sử clụng đ iệ n n ă n g D ả i b iế n đ ổ i

c ủ a trở k h á n g c ó th ể được x á c đ ịn h b ằ n g t ỷ số tả i đ ín h và tả i t ố i th iể u B ả n g 3 -2 đưa

ra c á c g iá t r ị b iể u th ị t ỷ số tả i đ ỉn h trê n tả i tố i th iế u vớ i ba m ứ c đ iệ n á p [1 ]:

Báng 3-2. T ỷ sô tả i đ ỉn h trê n tả i tô i thiểu ở các mức điện áp khác nhau

Tải đỉnh: tải tối thiểu -n| _

h ạ th ế , sau đ ó đ ế n m ứ c đ iệ n tru n g th ế

Các đường dây treo trên cột của mạng phân phối điện nàng T r o n g trư ờ n g hợp

c á c đ ư ờ n g d â y hạ th ế k iể u “ c ổ đ iể n ” được tổ chứ c th e o cấ u h ìn h b ố n d â y , sắp x ế p

Chương 3 • Hệ thông cung câp điện năng và một số đặc tính cơ bẳn

th e o c á c c ạ n h c ủ a h ìn h v u ô n g th ì k h i tru y ề n d ẫ n tín h iệ u c ó tầ n số ca o th ì v iệ c g h é p

n ố i h a i d â y th ư ờ n g h a y được sử d ụ n g , tro n g đ ó tín h iệ u được tru y ề n g iữ a h a i pha

D à y d ẫ n tr u n g tín h thư ờ n g k h ô n g được sử d ụ n g L ý d o là trá n h các v ấ n đề về k h ả

n ă n g tư ơ n g th íc h đ iệ n từ trư ờ n g ( E M C )

C á c đ ư ờ n g d â y tre o trê n c ộ t thư ờ n g bắt đ ầ u từ trạ m b iế n á p v à sau đ ó phân tá c h

th à n h n h iề u n h á n h đ ế n k h á c h h à n g Đ â y c ó th ể x e m là các ố n g d ẫ n s ó n g tầ n số ca o

c ó đ ộ s u y g iả m th ấ p T h í d ụ , tạ i cá c đ iể m đ ầ u và đ iể m c u ố i ở cá c m ố i n ố i, cá c rà o

c ả n về tầ n s ố s ó n g m a n g về k h ía c ạ n h đ iệ n c ả m th ì ngư ờ i ta h a y sử d ụ n g g iá t r ị cả m ứng từ 0 ,5 đ ế n 2 m H T ro n g ứng d ụ n g C T P đ iể n h ìn h đư a ra ở đ â y c ó tầ n số th ấ p

hơ n 5 0 0 k H z đ ò i h ỏ i các g iá t r ị về đ iệ n c ả m lớ n hơn C ác k h ố i g h é p n ố i lố i v à o và

lố i ra đ ặ c b iệ t đư ợc sử d ụ n g để h o à hợ p vớ i trở k h á n g r iê n g c ủ a đư ờ ng d â y V ớ i

tr u y ề n d ẫ n tín h iệ u c ó tầ n s ố c a o th ì đ iề u n à y c ũ n g tư ơ ng tự c h o trư ờ n g hợ p hệ th ố n g

N g a y c ả k h i cá c b à i v iế t m a n g cá c th ô n g tin về các đặc tín h c ủ a m ạ n g lư ớ i đ iệ n

n à y đư ợ c x u ấ t b ả n hơn 25 n ă m trư ớ c n h ư n g v ẫ n đ ú n g v ớ i trư ờ n g hợ p đ a n g nêu ở

đ â y T h í d ụ , b á n g 3 -3 từ [1 ] tổ n g hợ p các g iá t r ị đư ờ ng d â y đ iể n h ìn h c ủ a cá c m ạ n g

lư ớ i đ iệ n tr u n g th ế và hạ th ế , tố c đ ộ tru y ề n và cá c v ù n g trở k h á n g riê n g

Bảng 3-3. Các giá t r ị chuẩn cho các đường dây tro n g mạng điện tru n g thẻ và hạ th ế [1]

Đ ể ước lư ợ n g đ ộ s u y g iả m ở tầ n s ố ca o, n h ư n g n g h iê n cứ u đ ã th ự c h iệ n đ ố i vớ i

c á c đ ư ờ n g d â y đ iệ n c a o th ế tre o trê n c ộ t c ũ n g c ó th ể được sử d ụ n g ở đ â y T rê n m ộ t

35

-Chương 3 Hệ thông cung câp điện năng và một õố đặc tính cơ bản

hệ th ố n g d â y đ iệ n tre o trê n c ộ t, c ó n h ữ n g m ấ t m á t tiê u h a o c h ỉ V I h iệ u ứ ng v ỏ bọc

C á c g iá t r ị s u y g iả m n à y th ấ p đ ến m ứ c n g ạ c n h iê n , c h ẳ n g h ạn n hư v ớ i m ứ c đ iệ n cao

th ế s u y g iả m c h ỉ v ớ i 6 d B tạ i tầ n s ố 1 M H z trê n 5 0 0 k in c h iề u d à i c ủ a d â y

T r o n g k h i các n h iễ u v ậ t lý k h á c là m c h o đ ộ s u y g iả m tă n g , c h ẳ n g hạn như sương m ù tu y ế t và m ư a n ặ n g h ạt T u y n h iê n , n hữ ng v ấ n đề lo ạ i n à y th ư ờ n g c h ỉ x u ấ t

h iệ n tr o n g các trư ờ n g hợ p k h o ả n g cá c h rấ t d à i (trê n 100 k m ) , d o đ ó c h ú n g k h ô n g

q u a n tr ọ n g tro n g v ù n g đ iệ n hạ th ế và c ũ n g thư ờ n g k h ô n g q u a n trọ n g tr o n g v ù n g đ iệ n tru n g thế

N h ữ n g p h â n tíc h trê n c h o th ấ y rằ n g c h ú n g ta c ó th ể x e m c á c đ ư ờ n g d â y tre o trê n c ộ t n h ư là cá c ố n g d ẫn s ó n g “ n g ă n c á c h ” C ả h a i k h ía c ạ n h k ỹ th u ậ t v à k in h tế

c ủ a lo ạ i p h ư ơ n g p h á p n à y đ ố i vớ i cá c m ạ n g đ iệ n h ạ th ế c h ắ c c h ắ n sẽ p h ả i được k iể m tra tro n g trư ờ n g hợ p riê n g rẽ H ơ n nữa, c ó n h ữ n g trư ờ n g hợp x e m m ộ t đư ờ ng d â y

đ iệ n á p tre o trê n c ộ t n h ư là m ộ t ố n g d ẫ n s ó n g H F “ sạ ch ” là k h ô n g th ể c h ấ p n hậ n

Đ ô i k h i m ộ t đ ư ờ n g d â y đ iệ n áp k h ô n g b ắ t đ ầ u tạ i m ộ t trạ m b iế n th ế , th í d ụ nó được b ắ t đ ầ u từ m ộ t đư ờ ng d â y c á p c h ô n dư ớ i đ ấ t c ó c h iề u d à i lê n tớ i v à i tră m m é t

T r o n g n h ữ n g trư ờ n g hợ p h iế m , c ó sự c h u y ể n tiế p k h á c từ m ộ t đ ư ờ n g d â y đ iệ n áp tre o trê n c ộ t đ ế n m ộ t đư ờ ng d â y c á p c h ô n dưới đ ấ t T ro n g k h i hầu h ế t cá c sự c h u y ể n tiế p k h ô n g g â y n ên b ấ t cứ v ấ n đề g ì v ớ i tầ n s ố đ iệ n lư ớ i (5 0 h o ặ c 6 0 H z ) th ì n ó lạ i

g â y nên h iệ n tư ợ ng p hả n x ạ m ạ n h ở cấc tầ n số ca o, d o đ ó m ộ t p h ầ n đ á n g k ể c ủ a

c ô n g su ất tín h iệ u H F k h ô n g vư ợ t q u a được c h ỗ c h u y ể n tiế p m à lạ i p h ả n x ạ ngư ợc

lạ i n g u ồ n p h á t H ệ số p hả n x ạ r là t ỷ số g iữ a b iê n đ ộ củ a s ó n g p h ả n x ạ vớ i b iê n đ ộ

s ó n g tớ i K h i h a i đ ư ờ n g d â y c ó trở k h á n g riê n g k h á c n h a u (Z / /, ZL2) được g h é p n ố i

v ớ i n ha u và m ỗ i đư ờ ng d â y được k ế t th ú c v ớ i trở k h á n g riê n g c ủ a n ó tạ i đ iể m c u ố i

th ì hệ số p h ả n x ạ tạ i đ iể m g h é p n ố i sẽ là

c ủ a c h u y ể n tiế p g iữ a cá p c h ô n dư ới đ ấ t/đ ư ờ n g d â y đ iệ n tre o trê n c ộ t vớ i

Z / £ ~ 5 0 Q và Z LF « 4 7 0 Q G iá t r ị trở k h á n g r iê n g c ủ a c á p c h ô n dư ớ i đ ấ t là 5 0 Q