Nghiên cứu xác định vị trí sự cố trên đường dây cáp ngầm trung áp

NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH VỊ TRÍ SỰ CỐ TRÊN ĐƯỜNG DÂY CÁP NGẦM TRUNG ÁP Học viên: Đặng Hồng Quân Chuyên ngành: Kỹ thuật điện Mã số: 60.52.02.02 Khóa: 2015 Trường: Đại học Bách khoa- ĐHĐN Tó

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

ĐẶNG HỒNG QUÂN

NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH VỊ TRÍ SỰ CỐ TRÊN ĐƯỜNG DÂY CÁP NGẦM TRUNG ÁP

LUẬN VĂN THẠC SĨ

KỸ THUẬT ĐIỆN

Đà Nẵng - Năm 2017

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

ĐẶNG HỒNG QUÂN

NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH VỊ TRÍ SỰ CỐ TRÊN ĐƯỜNG DÂY CÁP NGẦM TRUNG ÁP

Chuyên ngành : Kỹ thuật điện

LỜI CAM ĐOAN

Tôi cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chƣa từng đƣợc ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác

Tác giả luận văn

Đặng Hồng Quân

Tôi xin cảm ơn các bạn bè và đồng nghiệp đã gúp đỡ, động viên và tạo mọi điều kiện để tôi hoàn thành luận văn

Cuối cùng, tôi xin cảm ơn Cha mẹ và người thân đã luôn ở bên tôi và động viên rất nhiều để tôi hoàn thành khóa học

NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH VỊ TRÍ SỰ CỐ TRÊN ĐƯỜNG DÂY CÁP NGẦM TRUNG ÁP Học viên: Đặng Hồng Quân Chuyên ngành: Kỹ thuật điện

Mã số: 60.52.02.02 Khóa: 2015 Trường: Đại học Bách khoa- ĐHĐN

Tóm tắt: Việc nhanh chóng xác định vị trí sự cố ngắn mạch là rất quan trọng trong lưới

phân phối do đặc trưng hệ thống lưới phức tạp, sử dụng cả đường dây trên không lẫn cáp ngầm Thời gian xác định vị trí ngắn mạch càng nhanh thì công tác chuẩn bị khắc phục sự cố để khôi phục hoạt động bình thường trên lưới càng nhanh chóng và thuận tiện

Để thực hiện nhiệm vụ xác định vị trí sự cố ngắn mạch trên đường dây cáp ngầm trung áp, nhiều nghiên cứu đã được thực hiện Thống kê các nghiên cứu đã được thực hiện từ trước đến nay trong lĩnh vực phát hiện vị trí sự cố được phân thành ba phương pháp chính đó là phương pháp bơm xung phản xạ [2-4] vào đoạn cáp bị sự cố sau khi đã được cô lập bằng các máy phát xung có tần số cao và các thiết bị đo chuyên dụng đo xung phản hồi đi và về Phương pháp truyền sóng [5- 14] đo thời gian lan truyền của sóng lấy kết quả từ sự xuất hiện sự cố trên đường dây Các phương pháp này có kết quả khá chính xác nhưng mức đầu tư cao nên không phổ biến trên lưới điện trung

áp Luận văn nghiên cứu các thuật toán áp dụng phương pháp tổng trở [15-26] và mô phỏng trên Matlab Simulink để tính toán nhằm mục đích khai thác các thiết bị hiện đã đầu tư trong lưới phục

vụ cho việc xác định vị trí sự cố trên đường dây cáp ngầm trung áp

Từ khóa: Vị trí sự cố, hệ thống cáp ngầm trung áp, thuật toán, phương pháp tổng trở

STUDY FAULT LOCATION ON THE MEDIUM VOLTAGE OVERHEAD LINE AND UNDERGROUND CABLE Abstract: The rapid localization of short-circuit faults is very important in the distribution grid

due to the complex grid system feature, using both overhead line and underground cables Fault location time effect repair time of medium voltage overhead line and underground cables Reducing of fault location time mean increasing power quality of power grid

To carry out the task of locating short circuit faults on the medium voltage overhead line and underground cables, several studies have been conducted and many of the devices based on these studies have been fabricated locating devices Underground cable incident Statistics of the studies that have been carried out so far in the field of incident location detection are categorized into three main approaches, Time Domain Reflection [2-4] Isolated by high-frequency pulsed and dedicated instrumentation for pulse-on-return and return measurements The Travelling wave method [5-14] measures the propagation time of the wave resulting from the occurrence of an incident on the line The thesis investigating algorithms applying the [15-26] impedance method and Matlab Simulink simulation to calculate for the purpose of exploiting the currently invested equipment in the grid serves to Attempt on medium-voltage underground cable

Key words: Location faults, underground distribution system, algorithms, impedance

method

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU 1

1 Lý do chọn đề tài 1

2 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 1

3 Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu 2

4 Đặt tên đề tài 2

5 Nội dung và biên chế đề tài 2

CHƯƠNG 1 CƠ SỞ LÝ THUYẾT 3

1.1 GIỚI THIỆU LƯỚI ĐIỆN TRUNG ÁP 3

1.2 CÁP NGẦM ĐIỆN LỰC 5

1.2.1 Xu thế phát triển của cáp ngầm 5

1.2.2 Cấu tạo cáp ngầm 6

1.3 CÁC CƠ CHẾ LÃO HÓA CÁP NGẦM 10

1.4 CÁC NGUYÊN NHÂN GÂY NGẮN MẠCH CÁP NGẦM 14

CHƯƠNG 2 CÁC PHƯƠNG PHÁP VÀ THIẾT BỊ XÁC ĐỊNH VỊ TRÍ SỰ CỐ 17

2.1 GIỚI THIỆU 17

2.2 PHƯƠNG PHÁP XUNG PHẢN HỒI 17

2.2.1 Phương pháp đốt cáp 17

2.2.2 Phương pháp phản hồi miền thời gian 18

2.2.3 Công nghệ phản hồi hồ quang (Arc Reflection – ARC) 21

2.2.4 Nhận xét 22

2.3 PHƯƠNG PHÁP TRUYỀN SÓNG (Travelling Wave) 22

2.3.1 Giới thiệu 22

2.3.2 Nguyên lý 23

2.3.3 Ưu và nhược điểm của phương pháp 24

2.4 PHƯƠNG PHÁP TỔNG TRỞ 24

2.4.1 Giới thiệu 24

2.4.2 Nguyên lý 25

2.4.3 Ưu và nhược điểm của phương pháp 26

2.5 THIẾT BỊ XÁC ĐỊNH SỰ CỐ TRONG LƯỚI ĐIỆN TRUNG ÁP 26

2.5.1 Chỉ thị sự cố (Fault Indicator: FI) 26

2.5.2 Recloser và thiết bị tự động phân đoạn sự cố 27

2.5.3 Thiết bị chuyên dụng dò tìm sự cố 28

CHƯƠNG 3 XÁC ĐỊNH VỊ TRÍ SỰ CỐ ĐƯỜNG DÂY CÁP NGẦM

TRUNG ÁP BẰNG PHƯƠNG PHÁP TỔNG TRỞ 34

3.1 GIỚI THIỆU 34

3.2 XÁC ĐỊNH VÍ TRÍ SỰ CỐ BẰNG PHƯƠNG PHÁP TỔNG TRỞ 34

3.2.1 Giới thiệu 34

3.2.2 Thuật toán dựa vào tổng trở đơn giản 36

3.2.3 Thuật toán Tagaki 37

3.2.4 Thuật toán Tagaki cải tiến 37

3.2.5 Thuật toán Saha 38

3.2.6 Thuật toán Wisziewski 40

3.2.7 Phương pháp Personal 41

3.2.8 Kết luận 43

3.2.9 Xây dựng chương trình 43

CHƯƠNG 4 XÂY DỰNG CHƯƠNG TRÌNH VÀ TÍNH TOÁN VỊ TRÍ SỰ CỐ 46

4.1 GIỚI THIỆU 46

4.2 XÁC ĐỊNH VỊ TRÍ SỰ CỐ THEO GIẢ ĐỊNH 46

4.2.1 Thông tin dự án 46

4.2.2 Thông số kỹ thuật 46

4.2.3 Nhập thông số 47

4.2.4 Kết quả ảnh hưởng của điện trở ngắn mạch 47

4.2.5 Kết quả ảnh hưởng của vị trí ngắn mạch 50

4.2.6 Nhận xét 52

4.3 SO SÁNH THỰC TẾ 52

4.3.1 Tuyến cáp ngầm 22kV- Đường lên đỉnh vườn Quốc gia Bạch Mã 53

4.3.2 Tuyến cáp ngầm 22kV- Kios Trường Sa 4 đến Tủ RMU 5A 56

4.4 NHẬN XÉT 59

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 60 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO

QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI LUẬN VĂN (BẢN SAO)

PHỤ LỤC

EPR : Ethylene Propylene Cách điện cao su

EVN : Viet Nam Electricity Tập đoàn Điện lực Việt Nam GPS : Global positioning system Hệ thống định vị toàn cầu

SA : Sectionalisers Automation Thiết bị tự dộng phân loại sự cố SCADA : Supervisory Control And Data

Acquisition

Hệ thống điều khiển giám sát và thu thập dữ liệu

TDR : Time Domain Reflection Xung phản xạ

XLPE : Cross-linked Polyethylene Cách điện XLPE

DANH MỤC CÁC BẢNG

Số hiệu

1.2 Thống kê sự cố cáp ngầm 22kV trong khu vực miền Trung 15

3.1 Bảng tính các thông số trên đường dây theo phương pháp tổng

1.3 Mặt cắt ngang cáp ngầm cách điện giấy tẩm dầu 33kV 7

2.10 Đồ thị TDR chẩn đoán pha bị sự cố và pha tốt 29

2.15 Kết quả chẩn đoán từ phương pháp phân hủy 32

3.2 Mô hình đường dây dây đơn giản sử dụng nhiều đầu 41 3.3 Mô hình cáp 1 pha theo phương pháp Personal 42

4.1 Thông số nguồn phía TBA 110kV Hội An và tải phía Cù

Số hiệu

4.2 Thông số dây dẫn và màn chắn kim loại cáp ngầm 48

MỞ ĐẦU

1 Lý do chọn đề tài

Trong tình hình phát triển hệ thống điện của Việt Nam hiện nay, việc ngầm hóa

hệ thống điện là yêu cầu cấp thiết khi cáp ngầm có những ưu điểm rất lớn mà các đường dây trên không không thể có được hay việc thi công lưới điện tại những nơi có địa hình khó khăn không thể dùng các đường dây trên không như lưới điện vượt biển, băng sông… Việc ngầm hóa hệ thống điện đối với lưới điện trung áp trong môi trường

đô thị là một yêu cầu tất yếu khi chi phí xây dựng và giải phóng mặt bằng quá cao và việc đảm bảo cho việc vận hành đường dây cao áp trên không cũng như của dân cư đông đúc bên dưới là rất khó khăn và tốn kém

Hiện nay, việc ngầm hóa lưới điện trung áp đang diễn ra nhanh chóng và ngày càng mở rộng Cùng với việc dùng cáp ngầm thay thế cho dây dẫn điện trên không đã nảy sinh yêu cầu đảm bảo yếu tố vận hành an toàn và hiệu quả đối với đường dây cáp ngầm Không giống đường dây trên không, đường dây cáp ngầm khi bị sự cố thường rất khó để phát hiện vị trí sự cố cố vì chúng được đặt ngầm trong đất hay dưới đáy biển nên không thể phát hiện bằng mắt thường khi xảy sự cố cáp ngầm

Yêu cầu cấp thiết được đặt ra đối với đường dây cáp ngầm là phải có một giải pháp hiệu quả, nhanh chóng xác định được vị trí ngắn mạch để tiến hành sửa chữa đoạn cáp bị sự cố Trong quá trình vận hành, đường dây trung áp có thể gặp những sự

cố ngắn mạch do sự rạn nứt cách điện sau một thời gian vận hành gây lão hóa cách điện, cũng có thể do trong quá trình xây dựng, cách điện bị rạn nứt mà không phát hiện

ra, theo thời gian bị nước ngấm vào gây nên sự cố Khi xảy ra sự cố tại bất kỳ một phần tử nào trên đường dây, rơle bảo vệ sẽ tác động tách toàn bộ các thiết bị và đường dây sau rơle ra khỏi hệ thống điện và loại trừ sự ảnh hưởng của nhánh bị sự cố lên các thành phần khác trên hệ thống điện

Việc nhanh chóng xác định vị trí sự cố ngắn mạch rất quan trọng trong lưới trung

áp Thời gian xác định vị trí ngắn mạch càng nhanh thì công tác chuẩn bị khắc phục sự

cố để khôi phục hoạt động bình thường trên lưới càng nhanh chóng và thuận tiện

Do đó, cần thiết phải tìm ra vị trí sự cố chính xác để nhanh chóng đưa ra phương

án sửa chữa và khôi phục lại việc cung cấp điện, giảm thiểu thời gian mất điện, tiết kiệm được thời gian và công sức tìm kiếm Đó là mục tiêu hướng đến của các Công ty Điện lực nói chung

2 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu:

- Phần mềm sử dụng trong luận văn: Matlab Simulink R2014b

- Đánh giá toàn bộ luận văn, đề nghị hướng phát triển thêm cho đề tài

3 Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu

 Hệ thống hóa các phương pháp, công trình nghiên cứu đã được công bố trong lĩnh vực xác định vị trí sự cố trên lưới điện

 Khảo sát, đánh giá các phương pháp đã và đang áp dụng để xác định vị trí sự

cố trên lưới điện trung áp

 Đề xuất phương pháp áp dụng trong thực tế, góp phần nhanh chóng khắc phục

và sớm đưa đoạn đường dây cáp ngầm bị sự cố đi vào vận hành

4 Đặt tên đề tài

Căn cứ vào mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu, đề tài được đặt tên như sau:

“Nghiên cứu xác định vị trí sự cố trên đường dây cáp ngầm trung áp”

5 Nội dung và biên chế đề tài

Đề tài được phân thành 4 chương với các nội dung sau:

- Chương 1: Cơ sở lý thuyết

- Chương 2: Các phương pháp và thiết bị xác định vị trí sự cố

- Chương 3: Xác định vị trí sự cố đường dây cáp ngầm trung áp bằng phương pháp tổng trở

- Chương 4: Xây dựng chương trình và tính toán vị trí sự cố

Kết luận và kiến nghị

CHƯƠNG 1

CƠ SỞ LÝ THUYẾT

1.1 GIỚI THIỆU LƯỚI ĐIỆN TRUNG ÁP

Nguồn cấp điện chính cho lưới điện trung áp hiện nay là từ các thanh cái phía hạ

áp của các trạm 110 kV, nguồn điện này được lấy từ lưới truyền tải Quốc gia

Ngoài ra trong lưới trung áp còn có các nguồn điện dự phòng và nguồn hỗ trợ là các trạm phát diesel hoặc các trạm phát thủy điện nhỏ Tùy thuộc vào yêu cầu của hệ thống điện, tính toán kinh tế hoặc tình trạng vận hành thực tế mà các nguồn điện này được huy động hoặc dự phòng thích hợp

Phụ tải của lưới lưới trung áp đa dạng và phức tạp, các phụ tải sinh hoạt và dịch

vụ, tiểu thủ công nghiệp đa phần cùng trong một hộ phụ tải và hệ số đồng thời thấp Lưới điện trung áp là khâu cuối cùng của hệ thống điện, thực nhiệm vụ phân phối điện năng từ các trạm biến áp trung gian (hoặc trạm khu vực, nhà máy điện) trực tiếp

Sơ đồ hình tia có ưu điểm đơn giản trong công tác qui hoạch, thiết kế, xây dựng

và vận hành, chi phí đầu tư không cao và có khả năng phát triển thành sơ đồ vòng Tuy nhiên sơ đồ này có độ dự trữ cung cấp điện kém, ít linh hoạt và độ tin cậy thấp Nếu đường dây hay máy biến áp bị sự cố thì sẽ làm gián đoạn việc cung cấp điện nên mạng này có độ tin cậy cung cấp điện thấp

Hình 1.1 Mạng trung áp hình tia

- Mạng vòng:

Một cải tiến lớn dựa trên mạng hình tia thu được bằng cách sắp xếp theo mạng vòng và được cung cấp điện từ hai nguồn Phân bố công suất đến hộ tiêu thụ bằng một đường dây ở bất kỳ thời gian nào từ mỗi bên của vòng, phụ thuộc vào trạng thái đóng

MC

hay mở của máy cắt xuất tuyến

Hình 1.2 Mạng trung áp kín vận hành hở

Dạng sơ đồ này có độ tin cậy cung cấp điện cao hơn, linh hoạt trong vận hành nhưng có vốn đầu tư cao và phức tạp hơn trong công tác qui hoạch và tính toán bảo vệ Mặc dù lưới trung áp được thiết kế và xây dựng theo mạch vòng kín có dự phòng

để tăng độ tin cậy cung cấp điện, nhưng trong quá trình vận hành thường vận hành ở chế độ vận hành hở, rất ít vận hành ở chế độ kín Đó là do sự phức tạp trong khâu tính toán bảo vệ rơle, dòng ngắn mạch lớn nên khó khăn trong việc lựa chọn thiết bị, hoặc

dễ dàng phát sinh sự cố trên diện rộng Ngoài ra lưới vận hành hở sẽ thuận lợi trong quá trình thao tác, chuyển đổi phương thức kết lưới để đưa thiết bị ra sửa chữa và khôi phục trở lại dễ dàng

 Các chế độ vận hành của thiết bị trong lưới trung áp

Căn cứ vào tình trạng làm việc của các thiết bị người ta chia lưới trung áp bất kỳ thành các chế độ vận hành khác nhau như sau:

- Chế độ vận hành bình thường: Là chế độ vận hành mà các thiết bị vận hành với các thông số nằm trong giới hạn cho phép và tình trạng phát nóng, độ bền điện, độ bền cơ của các thiết bị là bình thường

- Chế độ vận hành không bình thường: Là chế độ vận hành mà trong đó có một hoặc vài thiết bị lưới điện vận hành ở tình trạng có một số thông số không nằm trong giới hạn cho phép hoặc trên lưới điện xuất hiện các hiện tượng bất thường, có hiện tượng chạm đất thoáng qua trong hệ thống lưới điện có trung tính cách điện với đất, hệ thống rơle bảo vệ điều khiển có trục trặc nhỏ cần xử lý Nếu các nguyên nhân gây ra tình trạng không bình thường của thiết bị chưa được loại trừ thì không cho phép các thiết bị kéo dài tình trạng làm việc không bình thường, phải có kế hoạch đưa các thiết

bị này ra sửa chữa

- Chế độ sự cố: là chế độ vận hành mà trong đó có một hoặc vài thiết bị lưới điện

ở tình trạng sự cố (độ cách điện không đảm bảo, khả năng chịu lực kém) hoặc tính

đz1

năng hoạt động của thiết bị bảo vệ, điều khiển không chắc chắn

Các hiện tượng sự cố thường gặp trên lưới trung áp là: Gãy cột, đứt dây, vỡ sứ, phóng điện, hồ quang điện, ngắn mạch, mạch bảo vệ không hoạt động

Sự cố tồn tại sẽ gây nên phản ứng dây chuyền và lan rộng sự cố Các bảo vệ của lưới điện phải cắt các dạng sự cố về điện để tránh những tác hại đặc biệt là các dạng ngắn mạch gây ra Không cho phép các thiết bị vận hành trong tình trạng sự cố vì sẽ gây thiệt hại về tài sản và ảnh hưởng đến tính mạng của con người

Khi lưới trung áp bị sự cố thì phải nhanh chóng loại trừ sự cố, ngăn ngừa sự cố phát triển làm tổn hại đến người và thiết bị, phải nhanh chóng khôi phục điện cho khách hàng (đặc biệt là những phụ tải quan trọng) và đảm bảo chất lượng điện năng (tần số, điện áp)

Lưới điện trung áp hiện nay sử dụng chủ yếu là cáp ngầm trung áp và đường dây

trên không

1.2 CÁP NGẦM ĐIỆN LỰC

Cùng với sự phát triển của hệ thống điện để đáp ứng nhu cầu điện năng ngày càng cao trong một xã hội hiện đại, các đường dây cáp ngầm cũng được đầu tư ngày càng nhiều khi yêu cầu về độ an toàn cho con người, đường dây, yêu cầu cấp điện liên tục và chất lượng điện năng đảm bảo của hệ thống điện, hay tại các công trình không thể dùng đường dây trên không bởi lý do an toàn như các đường dây vượt biển, vượt sông, các đường dây điện trong các thành phố đông dân cư

Ngoài ra, cáp ngầm ngày càng phát triển do ưu điểm ít bị hư hại trong các điều kiện thời tiết bất lợi đang ngày càng gia tăng trên thế giới hiện nay như giông bão, sét đánh, cây đổ , mưa lũ…

Với sự tiến bộ của công nghệ vật liệu, giá thành sản xuất cáp ngầm điện lực ngày càng rẻ đi, đồng thời giá thành vận hành cũng sẽ được giảm xuống khi các loại cáp điện mới được phát minh ngày càng ít phải duy tu bảo dưỡng thường xuyên là yếu tố

quan trọng giúp thúc đẩy nhu cầu sử dụng cáp ngầm trong truyền tải điện trên thế giới hiện nay

1.2.2 Cấu tạo cáp ngầm

Trong lịch sử hình thành và phát triển của cáp ngầm điện lực, có nhiều cấu hình cấu tạo cáp điện lực đã ra đời Khi một sợi cáp được đặt dưới đất, cách điện càng phải tốt hơn nhiều so với đường dây trên không Dòng điện trong tự nhiên có xu hướng quay trở về đất và vì thế dây dẫn cần phải có cách điện tốt để giảm thiểu tổn thất điện năng Chính điều này đã làm cho kết cấu của cáp ngầm điện lực phức tạp hơn đường dây trên không rất nhiều Việc chế tạo cáp ngầm điện lực cũng đòi hỏi yêu cầu công nghệ cao hơn nhiều việc chế tạo đường dây trên không Đây chính là yếu tố cơ bản làm tăng chi phí sản xuất cáp ngầm điện lực

1.2.2.1 Nguyên tắc chung khi thiết kế cáp ngầm

Với những điểm đặc trưng của cáp ngầm, việc thiết kế phải tuân theo những tiêu chuẩn chung sau đây:

- Mặt cắt ngang của cáp được chọn phải tối ưu về kích thước để mang được dòng điện được chỉ định hoặc chịu được dòng điện ngắn mạch trong khoảng thời gian

đủ để máy cắt hoạt động mà không gây nên hiện tượng quá nhiệt Dây cáp ngầm điện lực có độ sụt áp trên đường truyền nằm trong giới hạn cho phép

- Cách điện được dùng cho cáp ngầm điện lực phải đáp ứng được điều kiện hoạt động liên tục với cấp điện áp làm việc với sự ổn định cao về nhiệt độ, an toàn và đáng tin cậy

- Các nguyên vật liệu được dùng chế tạo cáp ngầm điện lực phải được lựa chọn cẩn thận để đảm bảo rằng có sự ổn định cao nhất về mặt lý tính và hóa tính trong suốt quá trình vận hành cáp ngầm trong môi trường vận hành cụ thể

- Cáp ngầm điện lực phải chắc chắn về mặt cơ học, và đủ linh hoạt để chống lại hiện tượng uốn cong nhiều lần trong quá trình sản suất, rung lắc trong quá trình vận chuyển và trong quá trình lắp đặt cáp ngầm trực tiếp trong đất, trong mương cáp, kéo vào trong ống đựng cáp hay đặt trong thang cáp

- Kết cấu cơ khí bên ngoài hay bảo vệ hóa chất bên trong phải được thực hiện đầy đủ để cách ly giữa kim loại và vòng bảo vệ bên ngoài để cho phép cáp ngầm điện lực chịu đựng được các điều kiện môi trường mà nó làm việc

1.2.2.2 Vật liệu dẫn điện

Đồng vẫn là vật liệu làm dây dẫn điện chiếm ưu thế nhất hiện nay Dây dẫn được làm với nhiều định dạng khác nhau như bện, dây đặc, rẽ quạt Dây dẫn điện có hình dạng như thế nào là phụ thuộc rất lớn vào giá thành cáp của hãng sản xuất tại thời điểm đấu thầu Nhôm cũng được dùng làm dây dẫn điện bởi đặc tính nhẹ hơn và dễ

thao tác hơn đối với các sợi cáp lớn Thêm một điểm quan tâm nữa là khi nối cáp nhôm phải đảm bảo rằng không có oxit nhôm trên bề mặt tiếp xúc, điều này không cần thiết khi nối dây dẫn điện bằng đồng hay đồng thau

1.2.2.3 Vật liệu cách điện

 Giấy cách điện

- Giấy tẩm dầu, giấy cách điện cáp ngầm điện lực có khả năng được áp dụng tại tất cả các cấp điện áp hoạt động Ngày nay chúng ít được dùng cho các công trình mới ngoại trừ các cấp điện áp từ 66 kV trở lên, hoặc khi phải gia cố các công trình hiện có khi tiêu chuẩn yêu cầu phải có trong hệ thống

- Cách điện bằng giấy tẩm dầu sẽ bị hư hại rất nhanh do đặc tính hút ẩm tự nhiên của nó khi gặp hơi ẩm Để khắc phục điều này, các lớp giấy dầu phải được bảo vệ chống lại sự xâm nhập của nước, thường dùng các lớp bảo vệ bằng chì, hợp chất của chì, hợp kim nhôm Ngoài ra, trong quá trình lắp đặt cần đặc biệt chú ý đến chất lượng mối nối và tiếp điểm thường yêu cầu các vật liệu đặc biệt và yêu cầu kỹ thuật nối rất cao

Hình 1.3 Mặt cắt ngang cáp ngầm cách điện giấy tẩm dầu 33kV

- Với yêu cầu luôn phải có dầu trong giấy nên thường với cáp ngầm bọc giấy tẩm dầu người ta thường phải thiết kế thêm các ống, các khe dẫn dầu bên trong giấy hoặc có thêm dầu chạy giữa các sợi dây dẫn điện Điều này làm cho công tác lắp đặt, vận hành, bảo trì bảo dưỡng đường cáp rất phức tạp và đòi hỏi người vận hành phải có trình độ cao Trong hình bên dưới thể hiện mặt cắt ngang của một số loại cáp ngầm cách điện bằng giấy tẩm dầu

 Cách điện bằng XLPE

Hình 1.4 Cấu tạo cáp ngầm cách điện XLPE

- XLPE (Cross-linked Polyethylene) là loại cách điện thông dụng nhất trong việc chế tạo cáp ngầm hiện nay XLPE với lợi thế có cường độ điện môi cao, sức bền cơ học tốt và đặc tính không hút ẩm với khả năng ôn định nhiệt độ trên một dải nhiệt độ rộng XLPE không có điểm nóng chảy rõ ràng và có thể duy trì độ đàn hồi ở nhiệt độ cao do đó cho phép có khả năng mang dòng điện lớn hơn, có khả năng quá tải, khả năng chịu đựng ngắn mạch khi so sánh với cáp ngầm điện lực cách điện bằng giấy tẩm dầu

- Cáp ngầm điện lực XLPE có phần cách điện dày hơn so với cáp ngầm điện lực giấy tẩm dầu Kết quả là cáp XLPE thường có đường kính cáp lớn hơn và chiều dài cáp thường ngắn hơn một ít khi chứa trong cùng một cuộn cáp khi so sánh với cáp ngầm khác

- Hệ số công suất của cáp XLPE thấp hơn khi so sánh với cáp ngầm giấy tẩm dầu; tại điện áp hệ thống danh định so với đất Điện dung cáp ảnh hưởng đến vấn đề điều chỉnh điện áp và thiết lập thông số bảo vệ đường dây Thông thường, để giảm thiểu điều này, nhà sản xuất sẽ tạo màn chắn ba pha khi điện áp hoạt động từ 6,6 kV trở lên và cáp ngầm không có lưới chắn chỉ thường được dùng cho cấp điện áp từ 6,6

kV trở xuống Thường thì hệ thống cáp ngầm có mà chắn ba pha thì lưới chắn sẽ được tiếp đất tại một hoặc cả hai đầu cáp

nhiệt độ rộng Điều này làm cho cáp EPR có chất lượng cao hơn các loại cáp ngầm điện lực khác hiện nay Tuy nhiên, việc chế tạo cáp ngầm điện lực EPR với công nghệ hiện tại có giá thành rất cao nên không thể triển khai sản xuất hàng loạt Cáp ngầm điện lực EPR chỉ được dùng cho công trình có tính chất quan trọng và yêu cầu cao về

Ngày nay, việc chế tạo vỏ bọc cho cáp ngầm điện lực thường dùng hợp kim nhôm thay cho hợp kim chì với chi phí thấp hơn Vấn đề kết cấu là một yếu tố quan trọng để giảm khả năng ăn mòn trong vận hành Là một thay thế rẻ hơn và ngày nay phổ biến hơn để dẫn dắt một vỏ hợp kim nhôm được quy định Các thành phần là một yếu tố quan trọng trong việc làm giảm khả năng chống ăn mòn trong dịch vụ Một cấu trúc vỏ bọc bằng nhôm dạng nếp gấp giúp cải thiện tổng thể tính linh hoạt cáp ngầm

1.2.2.5 Màn chắn sợi cáp ngầm (screening)

Việc lựa chọn chính xác điện áp danh định cáp ngầm thích hợp phụ thuộc vào loại mạng và kiểu nối đất của lưới điện Tổng quát, nếu hệ thống nối đất trực tiếp, điện

áp sẽ không vượt quá giá trị cực đại của điện áp dây so với đất của hệ thống khi có sự

cố xảy ra Tuy nhiên, khi có sự cố xuất hiện thì điện áp trung tính sẽ tăng lên bằng với điện áp pha khi đó cách ly cáp ngầm phải được xác định cho phù hợp với điều kiện này

Để giảm thiểu khả năng phóng điện tại các bề mặt bên trong của điện môi lõi cáp ngầm, một màn chắn phân loại được đề xuất Màn chắn bao gồm một hay hai lớp băng bán dẫn hoặc các hợp chất phủ trên cách điện trong lõi sợi cáp ngầm Các biện pháp này được đề xuất phù hợp dựa trên cấp điện áp của cáp ngầm

1.2.2.6 Vỏ thép bảo vệ

Với mục đích bảo vệ cáp ngầm khỏi những hư hại cơ học do đào hay cuốc trúng dây cáp ngầm, do sụt đất hoặc rung động quá mức chịu đựng, các cáp ngầm điện lực được phủ một hoặc hai lớp thép mạ kẽm, lớp lưới đan từ thép mạ kẽm, cuộn xoắn tròn quanh cáp ngầm bằng thép mạ kẽm quanh sợi cáp ngầm Giáp bọc bằng sợi thép mạ kẽm được dùng nhiều nhất do cấu trúc rất linh hoạt mà nó mang lại, chúng dễ dàng trong lắp đặt và hiệu quả hơn ở những nơi có khả năng bị kéo căng theo chiều dọc theo thân cáp ngầm trong lúc hoạt động Ngoài ra, tổng diện tích mặt cắt ngang của giáp sợi thép có xu hướng lớn hơn khi so với tổng diện tích mặt cắt ngang của giáp bằng tấm thép có bảo vệ cơ học tương đương và do đó giáp sợi thép sẽ cho ra mức tổng trở nhỏ

hơn khi giáp được nối đất

1.3 CÁC CƠ CHẾ LÃO HÓA CÁP NGẦM

Hư hỏng cách điện là một hiện tượng không thể tránh khỏi trong hệ thống cáp ngầm và dẫn đến nguyên nhân gây ra sự cố Lão hóa sinh ra do tác động của một vài yếu tố riêng biệt như: Nhiệt, điện, cơ khí và môi trường Những yếu tố lão hóa gây hư hỏng cách điện về cáp được thống kê như bảng 1.1

Kích hoạt các cơ chế lão hóa hoặc thay đổi đặc tính với đại bộ phận các vật liệu cách điện ở bên trong hoặc bên ngoài là nguyên nhân gây suy giảm cách điện và được biết như lão hóa cách điện Sự suy giảm là kết quả của sự hiện diện các chất gây ô nhiễm, hư hỏng, khuyết tật, sự xâm nhập làm mấp mô trong vật liệu cách điện và tác động bên trong chúng bởi các cơ chế lão hóa khác nhau

Dưới điều kiện thông thường, các ứng suất điện là những yếu tố lão hóa dễ nhận thấy nhất đó là hư hỏng cáp qua phóng điện cục bộ và trầm trọng hơn với các quá trình tạo cây nước Bên trong điện môi được đùng ép chất hữu cơ và đặc biệt là đối với cáp XLPE (Cross Linked Polyethylene), đa số hư hỏng của cáp có liên quan đến hoạt động của cây nước Sơ đồ lộ trình sự hư hỏng trong cách điện trung áp với vài loại nguy hiểm được xem như một mô hình phát triển cây nước Hiện tượng đánh thủng đầu tiên này tiến hành trong sự hình thành cây điện hoặc cây nước dưới điện áp DC, AC và

điện áp xung Nguyên nhân ban đầu của sơ đồ cây trong các điện môi khô là phóng điện cục bộ bên dưới các ứng suất điện áp cao và độ ẩm dưới các ứng suất điện áp thấp hơn Mặt khác, không phải tất cả các hiện tượng suy giảm là liên quan đến các ứng suất điện Cáp điện có thể hư hỏng bên dưới các điều kiện khác thông thường qua sự đánh thủng cách điện với nguyên nhân lão hóa vì nhiệt

Bảng 1.1 Các cơ chế lão hóa cách điện cáp lực

Hệ số lão hóa Các cơ chế lão hóa

- Tổn thất điện môi và điện dung

Cơ khí - Chỗ uốn cong, độ rung, độ

mỏi vật liệu, đo căng, ép, ứng

- Tổn thất điện môi và điện dung

- Bức xạ - Tốc độ phản ứng hóa học tăng lên

Kích hoạt các cơ chế lão hóa hoặc thay đổi đặc tính với đại bộ phận các vật liệu cách điện ở bên trong hoặc bên ngoài là nguyên nhân gây suy giảm cách điện và được biết như lão hóa cách điện Sự suy giảm là kết quả của sự hiện diện các chất gây ô nhiễm, hư hỏng, khuyết tật, sự xâm nhập làm mấp mô trong vật liệu cách điện và tác động bên trong chúng bởi các cơ chế lão hóa khác nhau

Dưới điều kiện thông thường, các ứng suất điện là những yếu tố lão hóa dễ nhận thấy nhất đó là hư hỏng cáp qua phóng điện cục bộ và trầm trọng hơn với các quá trình tạo cây nước Bên trong điện môi được đùng ép chất hữu cơ và đặc biệt là đối với cáp XLPE (Cross Linked Polyethylene), đa số hư hỏng của cáp có liên quan đến hoạt động của cây nước Sơ đồ lộ trình sự hư hỏng trong cách điện trung áp với vài loại nguy hiểm được xem như một mô hình phát triển cây nước Hiện tượng đánh thủng đầu tiên này tiến hành trong sự hình thành cây điện hoặc cây nước dưới điện áp DC, AC và điện áp xung Nguyên nhân ban đầu của sơ đồ cây trong các điện môi khô là phóng điện cục bộ bên dưới các ứng suất điện áp cao và độ ẩm dưới các ứng suất điện áp thấp hơn Mặt khác, không phải tất cả các hiện tượng suy giảm là liên quan đến các ứng suât điện Cáp điện có thể hư hỏng bên dưới các điều kiện khác thông thường qua sự đánh thủng cách điện với nguyên nhân lão hóa vì nhiệt

+ Phóng điện cục bộ (Partial Discharge- PD)

PD là một phóng điện khí được khoanh vùng trong lỗ trống đã được điền đầy khí gas hoặc trên bề mặt điện môi của hệ thống cách điện thể đặc hoặc lỏng mà không kèm theo sự bắc cầu của các điện cực hệ thống PD có thể là kết quả từ phóng điện bên trong sự hình thành các lỗ hổng của cách điện, chỗ trống giữa điện môi và chất bán dẫn, phóng điện tạo đường dẫn dọc vết ngăn giữa hai thành phần, hoặc phóng điện từ

sự phát triển cây nước hoặc cây điện Khi cường độ điện trường bên trong lỗ trống hoặc những rạn nứt đạt đến một ngưỡng giá trị, thể khí sinh ra do ion hoá chỗ khuyết tật, các điện tử tự do tạo ra bởi các va chạm ban đầu một cách liên tục Nếu như kích thước chỗ trống trong điện trường có chiều hướng là đủ lớn, sự va chạm liên tục ban đầu có thể được xem như là đánh thủng, hoặc phóng điện qua chỗ trống

Để bắt đầu cho một phóng điện cục bộ, kích thước lỗ trống đạt đến mức giới hạn cuối cùng đối với sự phát triển của một sự phóng điện Đối với cách điện XLPE, kích thước tới hạn này cỡ 0,03 mm đối với lỗ trống hình cầu được điền đầy không khí ở áp suất khí quyển Điện áp khởi đầu bởi phóng điện PD là một hàm số của kích thước lỗ trống, nơi lỗ trống nằm trong vật liệu và liên quan đến các hình dạng, độ dày cách điện

và kích thước dây dẫn Kích thước lỗ trống lớn hơn thì điện áp khởi đầu sẽ bé hơn Phóng điện PD phát triển bên trong cây điện khi chúng tự duy trì và diễn ra ở điện áp vận hành hệ thống Kéo dài phóng điện PD gây hư hại tới lớp bao quanh lỗ trống kể cả

về mặt vật lý và hoá học, điều đó có thể dẫn đến lần lượt hình thành với các dạng cây như ban đầu

+ Cây điện (Electrical Trees- ET)

Sự hiện diện các ứng suất điện áp cao và đi trệch các hướng là yếu tố mang đến ban đầu sự hình thành và sản sinh các cây điện (ET) Một cây điện có thể bao gồm

nhiều đường dẫn phóng điện như các nhánh và thân cây được xuất phát từ thân cây đầu tiên

Cấu trúc cây được nhìn rõ bên dưới kính hiển vi với điện môi thể đặc bởi các mẫu khác nhau (Hình 1.6)

Cây điện cũng có thể được hình thành ban đầu với sự kéo dài các hoạt động phóng điện PD từ sự đùn ép ở giao diện bề mặt điện môi bán dẫn, nhiễm bẩn hoặc từ một chuyển đổi dạng cây nước Sự đòi hỏi điện trường xung quanh cây điện lúc ban đầu là 150 kV/mm Khởi đầu thông thường ET sẽ sinh ra qua một loạt miếng vỡ rời rạc của cách điện và các dạng nhánh cây bắc cầucùng với độ dài của điện môi, lúc đó hiện tượng đánh thủng sẽ diễn ra Do đó, ET được kết luận là quá trình thoái hoá dẫn tới hư hỏng cách điện

Hình 1.6 Cây điện, cây nước

+ Cây nước (Water Treeing: WT)

Sự hiện diện hơi ẩm bởi các ion của chất nhiễm bẩn ở bề mặt tiếp giáp cách bán dẫn của cáp lực là nguyên nhân gây ra cây nước Không như cây điện, đặc trưng của cây nước thể hiện ở ứng suất về điện thấp hơn và hầu hết sinh ra là chậm hơn qua cách điện Cây nước không có khả năng dùng để phát hiện ra nguyên nhân phóng điện cục bộ trước khi chuyển sang cây điện Dưới các điều kiện vận hành thông thường, quá trình chuyển đổi là nguyên nhân kéo dài hoạt động PD trong lỗ trống, điều đó đã tạo ra các tuyến trong cây nước Cây nước lớn có thể biến đổi ở mức điện áp vận hành thông thường và cây nước nhỏ biến đổi do bởi các xung sét gây ra Trong thời gian đấy diễn biến về mặt hoá học ở bên ngoài cáp và điều này có thể mở đầu cho việc khoanh vùng phóng điện cục bộ và được gọi là cây điện hoá học Cây nước làm hư hại cáp khi chúng chuyển đổi thành cây điện Một cây nước được chuyển đổi thành một cây điện trong thời gian ngắn sẽ làm hư hỏng cách điện nhanh do sự nhân rộng của cây điện ban đầu tăng lên Hình 1.12 thể hiện hình ảnh cây nước sinh ra ở trạng thái ban đầu trong vật liệu cách điện

điện-1.4 CÁC NGUYÊN NHÂN GÂY NGẮN MẠCH CÁP NGẦM

Dây dẫn trong sợi cáp ngầm điện lực được bao bọc bởi nhiều lớp cách điện và các lớp bảo vệ khác nhau xung quanh sợi cáp nên khả năng tác động cơ học gây đứt cáp là thấp hơn nhiều so với các đường dây trên không để trần hay chỉ có một lớp cách điện bên ngoài Hơn nữa, do được chôn ngầm dưới đất hay đi ngầm dưới đáy biển hay đáy sông nên cáp ngầm điện lực thường không bị tác động bởi các điều kiện thời tiết bất lợi như gió bão, sét đánh, cây đổ vào đường dây như các đường dây trên không Tuy nhiên, không phải vì thế mà đường dây cáp ngầm không bị sự cố ngắn mạch Các đường dây cáp ngầm điện lực thường hay đối mặt với các sự cố ngắn mạch trong quá trình hoạt động Khi có sự cố ngắn mạch xảy ra thì thời gian mất điện sẽ lâu hơn các đường dây trên không khi các sự cố cáp ngầm điện lực không thể đi kiểm tra bằng mắt

để xác định nhanh vị trí sự cố ngắn mạch và thời gian xử lý sự cố ngắn mạch cũng lâu hơn các đường dây trên không rất nhiều

Nguyên nhân chủ yếu của ngắn mạch trong cáp ngầm điện lực là do phóng điện giữa các dây pha hay giữa dây pha với đất trong các sợi cáp ngầm Điều này xảy ra là

do trong quá trình lắp đặt, các tác động cơ học đã làm rạn nứt cách điện trong các sợi cáp ngầm mà không phát hiện ra, sau một thời gian nước hay các chất dẫn điện khác đi vào khe hở trong cách điện này làm giảm cách điện giữa các dây dẫn Phóng điện hồ quang sẽ xuất hiện làm hỏng cách điện và sự cố ngắn mạch giữa các dây pha với nhau hay giữa dây pha với đất sẽ xuất hiện

Ngoài sự cố rạn cách điện trong quá trình lắp đặt, cách điện trong cáp ngầm điện lực cũng có thể bị hư sau một thời gian vận hành Nguyên nhân được đưa ra là sau một thời gian vận hành, cách điện giữa các dây dẫn bị lão hóa theo thời gian Tại các điểm

bị lão hóa này, sự rạn nứt cách điện sẽ xuất hiện dưới sự tác động của lực điện từ giữa các dây dẫn Khi đó, sẽ có sự phóng điện giữa các dây dẫn với nhau do khoảng cách giữa các dây dẫn trong cáp ngầm là rất nhỏ, điện môi không khí không thể cách điện giữa các dây pha hay giữa giữa dây pha với đất

Qua thực tế hoạt động của các đường dây cáp ngầm, các khảo sát về sự cố cáp ngầm được thực hiện cho thấy các sự cố cáp ngầm gồm có ngắn mạch một pha chạm đất, ngắn mạch hai pha chạm đất và ngắn mạch ba pha chạm đất Có thể giải thích điều này một cách khoa học đó là do các sợi dây dẫn trong cáp ngầm thường có một lớp bọc bảo vệ bằng dây kim loại xung quanh, lớp bảo vệ này sẽ được tiếp đất tại các điểm đấu nối cáp ngầm chính điều này đã dẫn đến việc nếu có sự phóng điện thì đầu tiên sẽ

là phóng điện giữa dây dẫn và đất thông qua lớp bọc bảo vệ này Điều này lý giải tại sao cáp ngầm điện lực thường bị các sự cố ngắn mạch chạm đất trong quá trình hoạt động

Theo thống kê, có hai dạng sự cố ngắn mạch là sự cố thoáng qua và sự cố vĩnh cửu Sự cố thoáng qua có thể tự hết và được loại trừ khi rơle đóng lập lại lại (F79) tác động máy cắt đóng, thì không xuất hiện sự cố trở lại Sự cố vĩnh cửu, sau khi rơle tự đóng lại tác động máy cắt đóng, nhưng không thành công Các dạng sự cố thường xảy

ra trên đường dây là sự cố ngắn mạch một pha chạm đất chiếm tỷ lệ cao nhất khoảng 70-80%, sự cố ngắn mạch ba pha chiếm khoảng 5%, còn lại là dạng sự cố ngắn mạch hai pha chạm nhau, hai pha chạm nhau và chạm đất, sự cố đứt dây Thống kê sự cố cáp ngầm trong khu vực miền Trung như bảng 1.2:

Bảng 1.2 Thống kê sự cố cáp ngầm 22kV trong khu vực miền Trung

Chiều dài sợi cáp (m)

1 9/2013 Tuyến cáp ngầm 22kV cấp

cho Nhà máy sản xuất Polypropylene- Nhà máy lọc dầu Dung Quất

2 29/6/2015 Tuyến cáp ngầm 22kV Từ

tủ đấu nối xuất tuyến 472 đến Trụ 76 Công ty Cổ phần sản xuất SODA Chu Lai

Pha B: điểm bị sự cố cách tủ đấu nối xuất tuyến 472 là 245m;

Pha C: điểm bị sự cố thứ nhất cách tủ đấu nối xuất tuyến 472 là 245m, điểm bị sự cố thứ hai cách điểm bị

sự cố thứ nhất là 697m

3 14/7/2015 Tuyến cáp ngầm 22kV Từ

tủ số 3 đến tủ số 4 (đường lên đỉnh Vườn quốc gia Bạch Mã)

Pha C, điểm bị sự cố cách tủ số 4 là 1.299m

3.350

4 22/7/2016 Xuất tuyến 477 – Trạm

110kV Nhơn Hội Đoạn cáp

từ trụ phía nam đến trụ phía bắc cầu Thị Nại

Pha B, điểm bị sự cố cách trụ phía nam cầu Thị Nại 646m

2.800

STT Ngày Nơi sự cố Vị trí sự cố

Chiều dài sợi cáp (m)

5 01/9/2016 Tuyến cáp ngầm 22kV

Kios Trường Sa 4 đến Tủ RMU 5A thuộc xuất tuyến

CHƯƠNG 2 CÁC PHƯƠNG PHÁP VÀ THIẾT BỊ XÁC ĐỊNH VỊ TRÍ SỰ CỐ

2.1 GIỚI THIỆU

Để thực hiện nhiệm vụ xác định vị trí sự cố trong đường dây cáp ngầm, đã có rất nhiều nghiên cứu đã được thực hiện và đã có nhiều thiết bị được xây dựng dựa trên các nghiên cứu này được chế tạo để xác định vị trí sự cố cáp ngầm Thống kê các nghiên cứu đã được thực hiện trong việc xác định vị trí sự cố được phân thanh ba phương pháp chính

2.2 PHƯƠNG PHÁP XUNG PHẢN HỒI

Tại nơi giao nhau của hai môi trường truyền khác nhau, sóng truyền đến sẽ sinh

ra một sóng phản xạ và truyền ngược trở lại môi trường ban đầu Nguyên lý này đã được ứng dụng trong phương pháp Time Domain Reflection với môi trường truyền tới

là đầu một dây dẫn và môi trường tới là nơi gián đoạn của đường dây khi ngắn mạch, nơi giao nhau của hai môi trương chính là điểm xuất hiện sự cố ngắn mạch

Để xác định vị trí sự cố, một xung áp được phát vào trong dây truyền dẫn, khi gặp vị trí sự cố thì sẽ xuất hiện xung phản xạ hồi về Dựa vào độ lớn và góc pha hồi về

ta có thể xác định được vị trí sự cố trên lưới

Phương pháp xung phản xạ xác định vị trí ngắn mạch trên lưới điện được trình bày cụ thể trong [2], [3] và [4] Xung phản xạ bao gồm hai dạng chủ yếu đó là xung điện áp và xung dòng điện Đặc điểm của các xung này là có tần số cao, biên độ lớn nên để thu được các xung phản xạ từ điểm sự cố ngắn mạch trở về thì thiết bị đo phải

có chất lượng tốt với thời gian lấy mẫu phải đủ nhỏ (vài kHz) và biên độ đo lường lớn

Nếu một điện áp tới vài nghìn vôn được đặt vào sợi cáp, và tất cả các dòng điện

đất, vụ nổ nhỏ này sẽ tạo ra một sóng âm thanh đi qua các lớp đất Kết quả là một tiếng đập mạnh có thể được nghe thấy trên mặt đất Để định vị sự cố cáp ngầm, nhân viên sửa chữa phải đi dọc theo mặt đất để nghe tiếng động này Khi vị trí sự cố được xác định, nhân viên vận hành có thể tiến hành khắc phục sự cố

2.2.1.2 Ưu và nhược điểm của phương pháp

Ưu điểm của kỹ thuật phóng điện tụ là phương pháp đơn giản và xác định vị trí rất chính xác, chỉ cần đòi hỏi quá trình đào tạo tối thiểu, đặc biệt tập trung đào tạo về

an toàn, sử dụng và điều khiển các chế độ đúng cách

Điểm yếu của kỹ thuật này là mất nhiều thời gian và có thể có sai số lớn nếu sử dụng không đúng phương pháp Trong một số trường hợp, có thể tốn tới vài giờ thậm chí vài ngày để đi dọc theo tuyến cáp nhằm xác định vị trí sự cố Trong suốt thời gian này, cáp điện phải chịu một sóng điện áp cao liên tục dẫn tới có khả năng tuyến cáp sẽ tiếp tục bị lỗi tại vị trí khác Do đó, kỹ thuật này có thể tác động xấu tới cáp ngầm

Để giảm áp lực lên cáp trong quá trình kiểm tra, công nghệ (đốt) thường được kết hợp với xung phản hồi

2.2.2 Phương pháp phản hồi miền thời gian

Một phương pháp khác để định vị sự cố cáp ngầm là phản hồi miền thời gian (TDR), phương pháp này có một số dạng như xung phản hồi, phản hồi hồ quang và xung dòng Trong phần này sẽ tập trung vào phương pháp xung phản hồi, nguyên lý,

lợi ích và các vấn đề liên quan

2.2.2.1 Giới thiệu

Hình 2.1 Mô tả đồ thị dạng điện tử

Công nghệ xung phản hồi được thực hiện bằng một thiết bị đo phản hồi miền thời gian (TDR)- phản xạ kế, bao gồm một bộ truyền tín hiệu và một bộ nhận tín hiệu (phản hồi) Bộ truyền gửi vào cáp một xung điện áp thấp tần số cao trong một khoảng thời gian ngắn Xung này di chuyển dọc bề mặt cáp cho tới khi gặp một số dạng gián đoạn trong đặc tính tổng trở của cáp; các sai lệch trong đặc tính tổng trở của cáp có thể

bị gây ra bởi đầu cáp, chỗ nối cáp, máy biến áp, hay điểm cáp sự cố … Tùy thuộc vào

độ lớn của sự thay đổi tổng trở, một phần hoặc tất cả các xung truyền đi sẽ phản hồi và quay lại thiết bị đo phản hồi miền thời gian Về bản chất, kỹ thuật này tạo ra một đồ thị điện tử hoặc dạng đồ họa của cáp ngầm biểu diễn các sự kiện khác nhau dọc theo chiều dài cáp

Thời gian để một xung truyền đi toàn bộ chiều dài cáp và các xung phản hồi gây

ra bởi các vị trí bất thường của cáp được hiển thị trên màn hình Những phản xạ này sau đó được biểu diễn dưới trục tọa độ thời gian

Vì vậy, trên màn hình hiển thị của phản xạ kế TDR, xung đầu tiên thể hiện vị trí đầu cáp và có tổng trở bất thường thứ nhất, thứ hai,… Mọi giá trị đều được biểu diễn dưới miền thời gian Do đó, thông qua TDR, chúng ta có thể quan sát được vào bên trong tuyến cáp, trực quan hóa các vị trí ranh giới khác nhau như đầu cáp, đầu nối, máy biến áp … Ngoài ra, TDR cũng có khả năng đo chiều dài cáp và tương đối dễ dàng để xác định các sự cố theo dọc tuyến cáp, như hỏng/hở dây dẫn, chạm đất hoặc

ăn mòn phần tiếp đất … Để ứng dụng công nghệ xung phản hồi vào xác định sự cố cáp shunt hoặc sự cố ở cách điện của cáp, điện trở của cách điện sự cố nhỏ hơn 10 lần so với đặc tính tổng trở của cáp được hiển thị

1

* * 2

(2.1) Trong đó:

độ dày mặt cắt ngang của cáp

Tuy nhiên, không cần biết cụ thể một số thông cáp như vận tốc, tổng chiều dài và

dụng phương pháp TDR, dựa vào vị trí hai đầu của cáp cáp Để tìm vị trí sự cố trong trường hợp này, tiến hành đo khoảng cách tới sự cố từ cả hai đầu, sự cố sẽ được xác định chính xác kể cả khi giá trị vận tốc là sai

Hình 2.2 Sơ đồ định vị sự cố

Để định vị sự cố, đầu tiên đo khoảng cách từ đầu “a” và đánh dấu trên mặt đất Sau đó, đo khoảng cách từ đầu “b” và cũng đánh dấu trên mặt đất tương tự Kết quả là, nếu vận tốc quá chậm, sự cố sẽ nằm ở gần 2 đầu, và vị trí sự cố chính xác nằm giữa hai điểm đánh dấu Đương nhiên, nếu vận tốc đặt quá nhanh, sự cố sẽ nằm xa hai đầu, và

vị trí sự cố chính xác vẫn nằm giữa hai điểm đánh dấu Do đó, ngay cả khi có rất ít thông tin về cáp điện và không có các thông tin đúng về giá trị vận tốc, vẫn có thể có được kết quả bằng cách thực hiện các phép đo ở cả hai chiều Khi các phép đo được thực hiện trên các tuyến cáp dài, có thể toàn bộ chiều dài cáp thành các đoạn nhỏ

2.2.2.3 Ưu và nhược điểm của phương pháp

Điểm mạnh của kỹ thuật xung phản hồi đó là cho phép định vị sự cố tương đối dễ dàng và nhanh chóng Tất cả các kết quả được biểu diễn trên màn hình TDR, do đó không cần đi dọc tuyến cáp để định vị sự cố Mặt ưu điểm quan trọng khác, khi sử dụng các xung điện áp thấp sẽ an toàn cho các kỹ thuật viên, và tránh gây quá tải lên cáp TDR có thể sử dụng cho nhiều loại cáp khác nhau: cao áp, trung áp và hạ áp Các thông tin của xung phản hồi thu nhận được còn có thể được sử dụng để phân tích dữ liệu Ví dụ, để kiển tra các đoạn nối trong mạch điện ba pha, có thể kiểm tra cả ba pha, hoặc một vấn đề xảy ra trên một pha trong khi các pha còn lại ở tình trạng bình thường

Một trong những nhược điểm của kỹ thuật xung phản hồi là khó giải thích kết quả khi thực hiện trên các mạch điện phức tạp Ví dụ, trong một mạch điện có một số điểm nối theo hình “T” hoặc “Y”, thì khi có phản hồi sẽ chồng lên nhau và sẽ tạo ra dạng sóng rất phức tạp, không dễ dàng để phân tích dạng sóng này Trong trường hợp này được khuyến cáo nên sử dụng một xung phản hồi khác, dạng sóng của pha dây dẫn bình thường (không sự cố) và pha bị sự cố sẽ được chụp lại Mọi thứ trở nên bình

thường, với tất cả các khu vực có các mối nối chữ “T” và “Y”, điểm giao nhau,… thì các hình ảnh sẽ như nhau Vì vậy với hai điểm dữ liệu ứng với hai dạng sóng này được loại trừ, và sẽ hiển thị các điểm khác thường hoặc sự cố có thể trên pha bị sự cố Một vấn đề khác nữa, đó là phương pháp này cũng không định vị được sự cố với xung phản hồi đơn đối với sự cố điện môi hoặc sự cố cách điện, vì khi đó giá trị điện trở bằng lớn hơn hoặc bằng 10 lần tổng trở của cáp được kiểm tra Trường hợp này nên sử dụng kỹ thuật phản hồi hồ quang

2.2.3 Công nghệ phản hồi hồ quang (Arc Reflection – ARC)

2.2.3.1 Giới thiệu

Công nghệ phản hồi hồ quang (Arc Reflection – ARC) kết hợp bộ phát sóng điện

áp (đốt) và công nghệ phản hồi xung (TDR) để định vị các sự cố với điện trở cao và shunt ngắt quãng Mặc dù công nghệ xung phản hồi là một công cụ rất tốt áp dụng cho cáp hạ áp, nhưng một vấn đề xuất hiện khi phương pháp này được dùng trên các cáp điện trung áp Để xác định các vết rạn tạo thành lỗ hổng trong cách điện, cần tạo ra một điện áp đánh thủng Công cụ xung phản hồi chỉ tạo ra điện áp thấp Vì vậy, các xung điện áp sẽ đi thẳng qua các vết rạn này, và TDR sẽ chỉ hiển thị phản hồi xung tại đầu cáp Nếu có một điện áp cao được đặt lên cáp trong cùng thời điểm xung phản hồi được gửi, vị trí sự cố sẽ bị đốt bởi điện áp cao và có hồ quang tại vị trí hỏng cách điện,

xung phản hồi sẽ được ghi nhận tại vị trí này

Với công nghệ ARC, một thiết bị trung gian (một bộ lọc, hoặc một thiết bị phân chia nguồn) được đưa vào mạch, cho phép bộ phát cao áp và bộ TDR có thể kết hợp với nhau cùng lúc để xác định vị trí cáp sự cố Chức năng của bộ phát cao áp đơn giản

là truyền một xung điện áp cao vào cáp bị sự cố Điện áp này làm giảm điện trở của điểm sự cố Trong suốt thời gian đặt điện áp cao, đồng thời áp dụng kỹ thuật xung phản hồi

Nói cách khác, tạm thời giảm điện trở bằng xung điện áp cao, hoặc hồ quang được tạo ra ở điểm sự cố sẽ tạo một điểm phản hồi cho xung điện áp thấp được truyền tới bởi bộ TDR và từ đó giúp xác định vị trị sự cố

2.2.3.2 Ưu và nhược điểm của phương pháp

Ưu điểm của công nghệ ARC là giúp định vị bất kỳ sự cố có duy trì hồ quang trong khi có xung đốt cáp Thậm chí, dù vẫn sử dụng bộ phát điện áp cao, phương pháp này vẫn giảm đáng kể áp lực lên cáp, bởi vì chỉ có 1 hoặc 2 xung điện áp cao đặt lên tuyến cáp để tạo điều kiện cho xung phản hồi xác định sự cố, hiển thị ảnh và tính toán khoảng cách

Áp lực lên cáp giảm đi bằng cách giảm số lần đặt điện áp cao lên cáp để định vị

sự cố, điện áp đầu ra được điều chỉnh bởi bộ lọc phản xạ hoặc thiết bị cách ly công suất

Một yếu điểm của phương pháp này là đối với các tuyến cáp dài có điện môi bị suy yếu nhiều hoặc bị ăn mòn trung tính sẽ nhanh chóng hấp thu các xung phản xạ Do

đó, nếu TDR không đủ công suất để truyền xung qua các tuyến cáp dài hoặc bị ăn mòn gây ra tổn thất tín hiệu, và khiến các tín hiệu không thể phản hồi trở về bộ thu tín hiệu Ngoài ra, các mạch điện phức tạp với nhiều nhánh rẽ gây ra nhiều phản hồi, dạng sóng rất phức tạp để phân tích kết quả Trong trường hợp này, cần áp dụng kỹ thuật phản hồi hồ quang Bước đầu tiên là tạo ra một dạng sóng phản hồi xung điện áp thấp tiêu chuẩn và chụp lại Sau đó, đặt lên cáp một điện áp cao để tạo ra phóng điện và TDR hiển thị dạng sóng mới của phản hồi từ phóng điện

2.2.4 Nhận xét

Phương pháp xung phản hồi có kết quả rất chính xác Tuy nhiên do giá thành rất đắt (trong nước chưa chế tạo được, phải nhập toàn bộ từ nước ngoài) và phải thực hiện khi đã cô lập hoàn toàn các thiết bị đã bị sự cố ra khỏi lưới điện (thực hiện Off-line) nên thời gian xác định vị trí sự cố kéo dài Do đó phương pháp này thường chỉ được đầu tư tại một vài đơn vị chuyên ngành thí nghiệm và có hiệu quả tại những thành phố, khu công nghiệp sử dụng nhiều cáp ngầm

2.3 PHƯƠNG PHÁP TRUYỀN SÓNG (Travelling Wave)

2.3.1 Giới thiệu

Kỹ thuật sóng lan truyền [5-14] đo thời gian lan truyền của sóng lấy kết quả từ sự xuất hiện của một sự cố trên đường dây truyền tải Dữ liệu điện áp hoặc dòng điện có thể được sử dụng Phương pháp này đòi hỏi phải đồng bộ hóa thời gian cực kỳ chính xác khi vị trí sự cố được xác định bởi thời gian của sóng sự cố trên đường dây truyền tải, hoặc ở nhiều vị trí trên hệ thống điện Kinh nghiệm vận hành cho thấy phương pháp này có độ chính xác cao và khả năng các sự cố được định vị một cách liên tục Trong những năm qua đã có nhiều nghiên cứu dựa trên phương pháp truyền sóng như:

- Zeng Xiangjun [8] và các đồng nghiệp với việc sử dụng hệ thống định vị toàn cầu, vị trí sự cố được tính theo thời gian sóng đến tại các cảm biến đặt ở đầu đường dây

- V Šiožinys [9] xác định vị trí sự cố dựa vào sự chênh lệch thời gian giữa sóng phản xạ và khúc xạ

- Biến đổi Wavelet [10], [11], [12] tín hiệu quá độ do sự cố tạo ra kết hợp mạng Nơron nhân tạo (ANNs) cũng đang được phát triển

- Phương pháp áp dụng giải thuật khử nhiễu bằng cách sử dụng tín hiệu từ một đầu đường dây xác định thời gian sóng tới và sóng phản xạ

Cùng với sự phát triển nhanh chóng của ngành công nghiệp máy tính, vi xử lý, việc xác định sự cố có thể thực hiện online thời gian thực dựa trên các dữ liệu được ghi nhận và lưu trữ bởi các thiết bị số

2.3.2 Nguyên lý

Hình 2.3 Cấu hình tổng thể hệ thống định vị sự cố bằng phương pháp TW

Hình 2.4 Sơ đồ nguyên lý phương pháp TW

Thiết bị định vị sự cố bằng phương pháp truyền sóng thực hiện thông qua cơ chế chụp dữ liệu vận hành tốc độ cao Thuật toán TW dựa trên trên nguyên lý quá độ điện khi xảy ra sự cố trên đường dây Sóng sự cố lan truyền gần với tốc độ ánh sáng, chạy dọc theo đường dây hướng về vị trí đặt thiết bị xác định định vị trí sự cố Thiết bị xác định vị trí sự cố sẽ nhận biết sóng đến, gán nhãn thời gian bằng tín hiệu độ chính xác cao, và trao đổi thông tin nhãn thời gian đó với Thiết bị ở đầu đối diện thông qua một

sóng, và chiều dài cáp nhị thứ kết nối thiết bị từ biến dòng điện…, Thiết bị sẽ tính toán chính xác vị trí của sự cố

Để tự động tính toán và báo cáo vị trí xảy ra sự cố bằng TW, Thiết bị cần có một kênh truyền độc lập có tốc độ truyền phù hợp giúp giao tiếp các thiết bị định vị đặt ở 2 đầu đường dây

Việc xác định vị trí bằng phương pháp TW, theo công thức sau:

l: Chiều dài đường dây

tL: Thời gian đến từ phía L

tR: Thời gian đến từ phía R

v: Vận tốc truyền sóng

2.3.3 Ưu và nhược điểm của phương pháp

Phương pháp sóng lan truyền không phụ thuộc vào điện trở ngắn mạch, phụ tải

và các thông số nguồn trước khi xảy ra sự cố

Mặc dù định vị sự cố theo kỹ thuật sóng lan truyền có thể rất chính xác, có một

số vấn đề có thể ảnh hưởng đến tính chính xác Sự cố thoáng qua là một ví dụ điển hình Lỗi này dẫn đến khi có nhiều sự cố thoáng qua hoặc chúng xuất hiện giống nhau Cơn bão, sấm sét có thể gây ra sai số đáng kể trong việc giải thích sự cố thoáng qua thực tế liên quan đến sai số này

Tuy nhiên, nhìn chung các thiết bị này có giá thành còn quá cao do yêu cầu kỹ thuật khắc khe khi phải đo lường tại các tần số nhiễu hài cao, phải đầu tư các thiết bị như hệ thống định vị toàn cầu GPS, hệ thống truyền thông… nên hầu như không thể triển khai lắp đặt đại trà cho hệ thống lưới điện trung áp Việc triển khai đo đạc giá trị tức thời đối với dòng điện và điện áp tại tần số cao trong suốt quá trình hoạt động của lưới điện là một việc làm rất tốn kém nếu phát triển và áp dụng đồng loạt tại các trạm biến áp

2.4 PHƯƠNG PHÁP TỔNG TRỞ

2.4.1 Giới thiệu

Phương pháp tổng trở xác định vị trí sự cố dựa vào việc tính toán dòng điện và điện áp cùng với các số liệu về tổng trở đường dây trong quá trình vận hành ngay trước sự cố ngắn mạch xảy ra để tính toán vị trí sự cố

Phương pháp tổng trở [14], phụ thuộc rất nhiều vào điện trở sự cố và có sai số lớn trong trường hợp điện trở sự cố rất cao

Phương pháp tổng trở có thể phân thành 2 phương pháp: phương pháp dựa vào một đầu đường dây và phương pháp dựa vào hai đầu đường dây phụ thuộc vào số lượng các thiết bị đầu cuối mà tại đó các dữ liệu điện áp và dòng điện thu thập được Phương pháp tổng trở ở hai đầu đường dây có độ chính xác cao hơn vì ít phụ thuộc vào điện trở sự cố Nhìn chung phương pháp tổng trở sẽ không hiệu quả khi xảy

ra sự cố ngắn mạch thoáng qua

Phương pháp tổng trở được dùng phổ biến trong các loại rơle khoảng cách kỹ thuật số được đặt phía bảo vệ đường dây cấp điện áp 110kV trở lên Ngoài việc ghi lại giá trị tổng trở, khi xảy ra sự cố rơle còn ghi lại trong bản tin sự cố các thông số: Dạng

sự cố, vùng sự cố, vị trí sự cố, giá trị tức thời của điện áp và dòng điện xung quanh thời điểm sự cố Việc xác định vị trí sự cố bằng rơle hoặc các thiết bị ghi sự cố trong thực tế còn nhiều sai số do các nguyên nhân: Ảnh hưởng của điện trở quá độ đến sự làm việc của bộ phận khoảng cách, ảnh hưởng của sai số máy biến dòng điện (TI) và máy biến điện áp (TU), sai số của rơle do thành phần tự do gây ra khi tính toán các giá trị hiệu dụng, độ không lý tưởng của các bộ lọc sai số, sai số do các bộ chuyển đổi, sai

số của các thiết bị đo góc pha, việc tính toán và chỉnh định rơle cũng như do loại bỏ các thành phần biến thiên nhanh dẫn đến mất đi một phần thông tin trong tín hiệu, từ

đó dẫn đến việc xác định vị trí sự cố của rơle khoảng cách chưa được chính xác

2.4.2 Nguyên lý

Phương pháp tổng trở xác định vị trí sự cố dựa vào một đầu đường dây thực hiện bằng cách sử dụng dữ liệu dòng điện và điện áp đo tại đầu đường dây sau đó so sánh với mỗi đơn vị tổng trở trên đường dây

V I

Tính toán vị trí sự cố được tính bởi tổng trở sự cố: Sự cố được xác định bằng tổng trở thứ tự thuận (ZL1) và khoảng cách đường dây (m) từ điểm đo đến điểm sự cố

m  ZS/ZL1 (3.2)

2.4.3 Ưu và nhược điểm của phương pháp

- Ưu điểm của phương pháp này chính là các thiết bị đo dòng điện và điện áp không yêu cầu về chất lượng đo không quá cao nên giá thành rẻ

- Nhược điểm là phải dự báo được phụ tải trên lưới điện Tuy nhiên, ngày nay cùng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, các thiết bị giám sát hệ thống điện ngày càng phát triển với khả năng hoạt động online và cập nhật liên tục thông số tại các nút phụ tải

- Do đó phương pháp tổng trở luôn được ưu tiên phát triển

2.5 THIẾT BỊ XÁC ĐỊNH SỰ CỐ TRONG LƯỚI ĐIỆN TRUNG ÁP

Hiện nay, Trong lưới điện trung áp hầu như chưa được trang bị thiết bị xác định

vị trí sự cố On-line, để xác định sự cố trong lưới trung áp, thông thường các nhân viên vận hành tuân theo quy trình xử lý sự cố của Điều độ các cấp và các phương án kỹ thuật đã phê duyệt

Ngoài rơle (của các hãng ABB, Schneider, Siemens, SEL …thường dùng với các chức năng F50/51; F50/51N; F79…không có chức năng định vị sự cố) để bảo vệ và

ghi sự cố các xuất tuyến phía 22kV Các thiết bị xác định vùng sự cố thường được sử dụng trên lưới trung áp là:

2.5.1 Chỉ thị sự cố (Fault Indicator: FI)

Hình 2.6 Thiết bị chỉ báo sự cố FI

Có nhiệm vụ hiển thị tín hiệu đèn Led khi phát hiện sự cố ngắn mạch hay chạm đất trên đường dây phân phối trung thế từ 6kV-35kV Khi có sự cố, người quản lý vận hành có thể xác định khu vực xảy ra sự cố, nhánh sự cố và điểm sự cố một cách nhanh chóng thông qua các tín hiệu cảnh báo bằng hình ảnh cờ đỏ vào ban ngày và hiển thị LED vào ban đêm hiển thị trên bộ cảnh báo FI này

Trong tình huống sự cố mô tả theo hình 1.13, máy cắt xuất tuyến tác động, hướng công suất dòng ngắn mạch làm các thiết bị chỉ thị phân đoạn sự cố FI(1), FI(2), FI(5) phát tín hiệu cảnh báo (Alarm), các thiết bị FI(3), FI(4) ở trạng thái bình thường (Normal) Tuỳ theo chức năng giám sát của thiết bị FI, trạng thái Alarm của thiết bị được reset tự động khi có nguồn điện áp trở lại (sử dụng để phát hiện các sự cố duy trì, máy cắt đóng lại không thành công) hoặc thiết bị được reset bằng tay (sử dụng để phát hiện các sự cố thoáng qua khi máy cắt xuất tuyến đóng lại thành công) Căn cứ vào các thiết bị FI phát tín hiệu Alarm, người vận hành sẽ nhanh chóng xác định được vị trí phân đoạn sự cố chính xác

2.5.2 Recloser và thiết bị tự động phân đoạn sự cố

Thiết bị tự động phân đoạn sự cố thông thường là một dao cách ly có tải (LBS) với bộ điều khiển có khả năng giám sát điện áp lưới, đếm số lần mất điện trong một khoảng thời gian nhất định để tự động thực hiện cắt LBS

Hình 2.7 Phương thức phối hợp giữa recloser và các thiết bị SA

Theo sơ đồ minh họa hình 2.6 Thiết bị AR đầu xuất tuyến được thiết lập 3 lần đóng lặp lại Tuỳ theo tính chất ưu tiên của phụ tải và đặc điểm vận hành của lưới điện, các thiết bị tự động phân đoạn sự cố (Sectionalisers Automation - SA) được cài đặt tác động tương ứng sau lần đóng lặp lại (N) của AR Trong trường hợp trên, thiết

bị S2, S3 sẽ tác động sau lần đóng lặp lại đầu tiên, thiết bị S4 tác động sau lần đóng lặp lại thứ 2, thiết bị S1 tác động sau lần đóng lặp lại thứ 3 Logic phối hợp tuần tự giữa thiết bị AR và các SA sẽ đảm bảo nhanh chóng khôi phục cấp điện cho các phụ tải ưu tiên, đồng thời dễ dàng xác định được phạm vi sự cố trên lưới điện Ngoài ra các thiết bị SA còn có khả năng kết nối với hệ thống điều khiến trung tâm, hổ trợ các thao

tác điều khiển xa để phân đoạn sự cố

Tuy nhiên, các thiết bị này chỉ báo được vùng sự cố chứ chưa báo được vị trí sự

cố và thông thường chỉ dùng cho đường dây trên không chứ chưa áp dụng cho cáp ngầm trung áp

- Tự động tính toán và xác định vị trí khi xảy ra sự cố

- Phương pháp: Dựa trên độ chênh lệch thời gian của tín hiệu đến giữa 2 trạm

- Độ chính xác: ± 0,2km

- Chiều dài đường dây lớn nhất: 600km

- Số lượng đường dây lớn nhất: 100 đường dây (Tùy chọn)

- Báo cáo thông tin sự cố: Lưu trữ thời gian bắt đầu có sự cố, điện áp và dòng điện trước và sau khi xảy ra sự cố

- Báo cáo thường niên: Báo cáo giá trị thu được 4s/ lần

2.5.3.2 Thiết bị chuyên dụng dò tìm sự cố

Hiện nay, trong khi vực miền Trung, Tổng công ty điện lực miền Trung đã trang

bị cho Công ty TNHH MTV thí nghiệm điện miền Trung (CPCETC) xe chuyên dụng

dò tìm sự cố và thí nghiệm cáp ngầm trung thế TRANSCABLE 3000 (hãng BAUR, Áo) nhằm phục vụ tốt và đáp ứng kịp thời công tác xử lý sự cố cáp ngầm trung thế trên lưới điện miền Trung Đến nay, CPCETC đã tiến hành dò tìm và định vị chính xác điểm sự cố của các tuyến cáp ngầm 22kV tại các đơn vị điện lực Bình Định, Quảng Nam, Kon Tum Xe chuyên dụng dò tìm sự cố TRANSCABLE 3000 tích hợp các phương pháp sau:

a Phương pháp xung phản xạ TDR (Time Domain Reflection):

Phương pháp này được thiết lập và sử dụng để thu thập được các thông tin sau về

sự cố cáp:

- Tổng chiều dài của cáp

- Vị trí sự cố có điện trở thấp

- Vị trí điểm đứt cáp

- Vị trí các điểm nối dọc theo cáp

Để đảm bảo xung có thể chạy theo xuyên suốt trong cáp và cho kết quả chính xác trên đồ thị phản xạ, phương pháp này yêu cầu cần có một đường truyền song song chạy dọc theo sợi cáp sự cố Sự phản xạ này là do sự thay đổi điện kháng giữa 2 đường dẫn này

Hình 2.9 Dạng xung của phương pháp TDR đối với các dạng sự cố khác nhau

Hình 2.10 Đồ thị TDR chẩn đoán pha bị sự cố và pha tốt

b Phương pháp đa xung SIM/MIM (Secondary Impulse/Multiple Impulse Method):

Đây là một phương pháp ưu việt dùng trong việc xác định vị trí sự cố cáp ngầm với các sự cố dạng điện trở cao, điện trở thấp và đứt cáp