NGHIÊN CỨU CÁC PHƯƠNG PHÁP THÔNG MINH ĐỂ PHÂN LOẠI VÀ ĐỊNH VỊ SỰ CỐ TRÊN ĐƯỜNG DÂY TRUYỀN TẢI ĐIỆN

Theo quy định của EVN về công tác thí nghiệm BI được thực hiện theo các bước sau: - Kiểm tra bên ngoài - Đo điện trơ cách điện cuộn dây sơ cấp với đất - Đo điện trở một chiều các cuộn

VŨ PHAN HUẤN

PHỤ LỤC LUẬN ÁN TIẾN SĨ

NGHIÊN CỨU CÁC PHƯƠNG PHÁP THÔNG MINH

ĐỂ PHÂN LOẠI VÀ ĐỊNH VỊ SỰ CỐ TRÊN ĐƯỜNG DÂY TRUYỀN TẢI ĐIỆN

Chuyên ngành : MẠNG VÀ HỆ THỐNG ĐIỆN

Mã số : 62.52.50.05

ĐÀ NẴNG, 2014

Phụ lục 2.2: Điện trở sự cố

Phụ lục 2.3: Các bước thử nghiệm, đánh giá chất lượng BI, BU

Phụ lục 2.4: Ảnh hưởng của hệ số phân bố dòng điện sự cố và dao động điện

Phụ lục 3.1: Phần mềm phân tích sự cố Siemens Sigra 4.5

Phụ lục 3.2: Kết quả định vị sự cố rơle SEL 421

Phụ lục 3.3: Kết quả định vị sự cố rơle Siemens 7SJ62

Phụ lục 3.4: Xây dựng tập tin Comtrade bằng Matlab để đánh giá chức năng định vị

sự cố trên rơle bảo vệ

Phụ lục 3.5: Định vị sự cố sử dụng hệ số phân bố nguồn

Phụ lục 3.6: Định vị điểm sự cố của rơle AREVA

Phụ lục 3.7: Hệ thống thông tin đo lường đồng bộ thời gian

Phụ lục 3.8: Ví dụ phương pháp định vị sự cố sử dụng dữ liệu đo lường đồng bộ hai

đầu đường dây Phụ lục 3.9: Phương pháp định vị sự cố Novosel

Phụ lục 3.10: Ví dụ phương pháp định vị sự cố sử dụng dữ liệu đo lường không

đồng bộ hai đầu đường dây Phụ lục 3.11: Kết quả kiểm tra định vị sự cố sử dụng dữ liệu đo lường tại ba đầu

đường dây Phụ lục 4.1: Phân tích sự cố ngắn mạch trên đường dây bằng phương pháp thành

phần thứ tự

Phụ lục 4.2: Kết quả nhận dạng sự cố bằng hệ mờ

Phụ lục 4.3: Kết quả kiểm tra thuật toán phân loại dạng sự cố bằng phân tích DWT Phụ lục 5.1: Kết quả thử nghiệm ANN để định vị sự cố

Phụ lục 5.2: Kết quả thử nghiệm ANFIS để định vị sự cố

Phụ lục 5.3: Tập dữ liệu huấn luyện

Phụ lục 6: Mã nguồn

PHỤ LỤC 2.1: KẾT QUẢ THỬ NGHIỆM RƠLE QUÁ DÒNG

ĐẶC TÍNH ĐỘC LẬP

PHỤ LỤC 2.2: ĐIỆN TRỞ SỰ CỐ

Các sự cố trên lưới điện truyền tải cho trên hình 1, thường xảy ra khi có vật

lạ rơi vào đường dây gây ngắn mạch, hoặc do hư hỏng cách điện và đứt dây chạm đất Trong đó, sự cố chạm đất chiếm đại đa số, hầu hết là hiện tượng phóng điện tạm thời trong môi trường ẩm ướt Hiện tượng này phụ thuộc vào dạng bề mặt, thành phần vật chất, độ ẩm, độ dầy của vật liệu, khoảng cách dây dẫn với đất… Bên cạnh đó, sự cố cũng gây ra hồ quang điện tại chỗ ngắn mạch, dẫn đến khả năng cháy nổ và có thể gây nguy hiểm cho con người, thiết bị

Hình 1a Sự cố hồ quang 3 pha trên lưới điện Hình 1b Sự cố pha- đất trên lưới điện Điện trở sự cố (RF) tạo bởi điện trở hồ quang, điện trở tiêp xúc và điện trở

chân cột tại chỗ ngắn mạch Giá trị RF càng lớn sẽ làm tăng trị số điện trở đo được

và giảm góc pha của véc tơ tổng trở rơle Nếu không xét đến góc của tổng trở tải thì tổng trở sự cố có thể coi là thuần trở Công thức tính RF được xác định theo các trường hợp sự cố như sau:

Dạng sự cố Điện trở sự cố

pha – pha RF = RARC (1) pha – đất RF = RARC + RTF (2)

Trong đó: RTF - điện trở đất chân cột

RARC - điện trở hồ quang

1 ĐIỆN TRỞ ĐẤT CHÂN CỘT ĐIỆN

RTF chủ yếu là thuần trở, không phụ thuộc vào dòng điện sự cố Theo kết quả

đo thực nghiệm tài liệu [95], RTF có giá trị từ 5 đến 20 (phần lớn là điện trở của dây tiếp địa) Ngoài ra, ở trường hợp cột điện được tiếp địa trên địa hình có nhiều

đá thì giá trị RTF có thể lớn hơn 100 Tuy nhiên, để tính toán cho vùng 1 bảo vệ khoảng cách người ta thường chọn RTF = 10

Khảo sát sự cố chạm đất (C-N) của đường dây truyền tải điện cho trên hình

2 Dòng ngắn mạch chạy từ pha C sự cố, phóng hồ quang điện qua chuỗi sứ, đến xà sắt của cột điện, và từ đó truyền xuống đất qua dây dẫn tiếp địa Tại dây dẫn tiếp địa, dòng điện sự cố chạy qua hệ thống điện trở chân cột (có giá trị khác nhau, nối song song) và được nối song song với hệ thống tiếp đất TBA Vì thế, giá trị điện trở pha-đất thực sự giảm xuống đáng kể Như vậy, điện trở hồ quang được đấu nối tiếp nhau điện trở chân cột tại vị trí sự cố

Hình 2: Điện trở sự cố tại pha C-N

Công thức tổng trở chân cột được tính như sau:

LNW TF

LNW TF

ETF

Z R

Z R

AS EW TF AS

EW AS

2

EW EW

Trong đó:

ZETF: Tổng trở chân cột

RTF: Điện trở chân cột trung bình

ZLNW: Tổng trở của một mạng bậc thang (dây tiếp địa OH và điện trở chân cột nối song song)

R’EW, X’EW: Điện trở và điện kháng của dây tiếp địa /km

LAS: Khoảng cách trung bình giữa các cột điện km

Tóm lại, tổng trở mạng bậc thang nối song song nhỏ hơn so với điện trở chân cột, tổng trở sự cố chạm đất có thể tính bằng công thức:

2 '

'

2

1 2

AS EW TF AS

EW TF

' ) ( 0 , 784 0 , 234 ) 72 , 6

 arctg REW XEW arctgEW

2 ĐIỆN TRỞ HỒ QUANG

Hồ quang điện là một hiện tượng phi tuyến và phụ thuộc vào nhiều yếu tố Khi

có sự cố tại vùng 1 của bảo vệ khoảng cách, do thời gian duy trì sự cố nhỏ (0s) nên

ta có thể xem hồ quang điện là điện trở thuần, phụ thuộc vào dòng điện hồ quang và được tính toán theo biểu thức của Warrington như sau:  287001,4 

IARC: dòng điện sự cố [A]

Chiều dài hồ quang (lARC) được tính bằng khoảng cách phóng điện giữa các pha sự cố (hoặc từ pha sự cố đến hệ thống tiếp địa cột điện) Khi sự cố nằm trong vùng 2, 3 của bảo vệ khoảng cách, chiều dài hồ quang sẽ tăng lên nếu có gió thổi qua (bão nhỏ) bởi vì hồ quang không có quán tính Công thức thực nghiệm áp dụng cho điện trở hồ quang phụ thuộc vào vận tốc gió và thời gian duy trì sự cố được tính như sau:

Trong đó: S 3 ABC : khoảng cách trung bình giữa các pha A, B, C [m]

 : vận tốc gió [m/s]

t : thời gian duy trì sự cố [s]

IARC : dòng điện sự cố [A]

Như vậy, điện trở sự cố có giá trị lớn khi xảy ra sự cố một pha chạm đất (AN,

BN, CN) Còn đối với sự cố pha – pha chỉ tồn tại duy nhất thành phần điện trở hồ

quang (RARC) nên RF có giá trị nhỏ (khoảng vài Ohm) Vì vậy, RF được xem như đại lượng có trị số không thể xác định trước được và thay đổi phụ thuộc vào nhiều yếu

10 8750

4 , 1

10 8750

4 , 1

ARCR

PHỤ LỤC 2.3: CÁC BƯỚC THỬ NGHIỆM, ĐÁNH GIÁ

- BI hỗn hợp (đo lường và bảo vệ)

- BI thí nghiệm có nhiều hệ số biến đổi và cấp chính xác cao

- BI trung gian

Các biến dòng được chế tạo nhiều tỷ số biến phù hợp điều kiện làm việc để lựa chọn, do đó BI có nhiều đầu ra (thông thường là 4) Ví dụ tại TBA 110kV Văn Hoá, chúng ta có BI IMBD (Serial No: 131600101) gồm 4 cuộn dây của hãng Nirou Trans (IRAN) với thông số kỹ thuật như sau:

Trong đó:

- Cuộn 1 dùng cho chức năng đo lường, cuộn 2, 3 và 4 dùng cho bảo vệ

- Cặp đầu ra S1 – S4 sẽ có tỷ số biến lớn nhất (800/1) và cặp S1 – S2 có tỷ số biến nhỏ nhất (200/1)

Các BI thường có lõi thép, nếu các kỹ sư thí nghiệm hiểu được với các thuộc tính và phản ứng của lõi thép, nó sẽ giúp họ đánh giá được sự làm việc của BI trong quá trình vận hành bởi vì khi biến đổi dòng điện, tổn thất trong BI chủ yếu do ảnh hưởng của lõi từ Hoạt động của lõi từ được phân tích dựa trên sơ đồ quy đổi như hình 1b, tổn hao vốn có của nó có thể được mô tả bởi phần tử không tuyến tính ZEđược nối song song (dòng từ hóa chảy qua phần tử này) Giả sử sai số BI là 10% thì dòng điện đầu ra phía nhị thứ (IB) nằm trong khoảng (4.5 ÷ 5.5)A

Hình 1a: Biến dòng điện

Hình 1b: Sơ đồ quy đổi của BI

Hình 1c: Mạch vòng từ trễ (vùng bôi đen thể

hiện tổn thất do từ trễ)

Nếu tổn hao từ hoá được vẽ theo dải làm việc thì ta có dải đường cong từ hóa cho trên hình 1c Mật độ từ thông B và lực từ H được tạo ra bởi dòng sơ cấp được thể hiện trên sơ đồ đường cong đặc tính B – H Vùng bôi đậm đại diện cho các tổn thất do từ trễ, nó tương ứng với năng lượng chuyển thành năng lượng đốt nóng

lõi từ Đường cong từ hóa cắt ở điểm gãy của mạch vòng từ trễ và thường được xác định bởi nhà sản xuất BI

Theo quy định của EVN về công tác thí nghiệm BI được thực hiện theo các bước sau:

- Kiểm tra bên ngoài

- Đo điện trơ cách điện cuộn dây sơ cấp với đất

- Đo điện trở một chiều các cuộn dây thứ cấp

- Đo tổn hao điện môi Tgδ

- Kiểm tra cực tính

- Đo tỷ số biến

- Kiểm tra đặc tính từ hoá V-A

- Kiểm tra đo lường

- Thí nghiệm dầu cách điện

Trong khuân khổ luận án, tác giả trình bày các bước kiểm tra chính là 5, 6, 7,

và 8 cụ thể dưới đây

1.1 Cực tính BI

Cực tính BI là có vai trò vô cùng quan

trọng để đảm bảo sự làm việc đúng đắn của

rơle Mỗi BI phải được kiểm tra riêng để

khẳng định cực tính phía nhất thứ và nhị thứ

của nó là trùng nhau Các đầu dây cùng cực

tính đều được ký hiệu P1- S1 và P2 – S2 Việc

kiểm tra được tiến hành theo sơ đồ hình vẽ 2

- Ampe kế được nối với phía thứ cấp của

BI, đầu “+” đấu vào S1, còn đầu “-“ đấu Hình 2: Kiểm tra cực tính biến dòng vào S2

- Sử dụng nguồn một chiều (pin đèn), nối cực âm “-“ của nguồn pin với đầu P2phía sơ cấp cua biến dòng Qua nút ấn đơn cực nối cực âm “+“ của nguồn pin với đầu P1 phía sơ cấp của biến dòng, sao cho khi bấm nút, chiều dòng điện đi từ

P1 đến P2 Nếu cực tính đúng thì dòng điện phía thứ cấp có chiều từ S1 đến S2làm Ampe kế DC lệch sang bên phải “ + ” và khi nhả ra, Ampe kế lệch sang bên trái “-“

1.2 Tỷ số biến BI

Hạng mục này thường được thực hiện

khi bơm nguồn phía sơ cấp để kiểm tra

Dòng điện sẽ qua cuộn sơ cấp BI và

được đo bằng ampe kế A1 như hình vẽ

3 Dòng điện trên cuộn thứ cấp được đo

bằng ampe kế A2, và từ đó ta có tỷ số

biến BI bằng giá trị dòng trên A1 chia

cho giá trị dòng trên A2

1.3 Đường cong từ hoá

Kiểm tra đường cong từ hoá là

phương pháp tốt nhất đánh giá sự làm

việc của các BI (hình 4) Ngoài mục đích

phát hiện những hư hỏng của lõi thép

hoặc phát hiện chạm chập vòng dây, qua

đặc tuyến từ hoá còn xác định xem các

BI về mặt sai số có phù hợp với sơ đồ

bảo vệ rơle tương ứng với phụ tải cho

trước hay không Các nhà chế tạo sử

dụng sự bão hoà của lõi sắt từ để hạn chế

dòng đầu ra, nếu không khi hệ thống có

sự cố làm cho dòng thứ cấp BI quá lớn

có thể gây hư hỏng thiết bị bảo vệ hay

Hình 3: Kiểm tra tỷ số biến dòng

Hình 4: Kiểm tra đường cong từ hoá

đo lường Ngoài ra, còn xác định miền làm việc tuyến tính của biến dòng Khi điện

áp gần tới điện áp điểm uốn khúc, biến dòng đã bắt đầu bão hoà nhưng sai số đo

lường vẫn nằm trong khoảng cho phép Theo tiêu chuẩn BS3938 (Anh) thì điểm uốn khúc là điểm bắt đầu sự bão hoà trên đặc tuyến vôn – ampe, vượt quá nó nếu muốn tăng điện áp lên 10% thì cần phải tăng dòng thứ cấp thêm 50% (hình 5) Hiện nay, ta có hai loại biến dòng:

Biến dòng đo lường: là loại biến dòng có cấp chính xác 0.1, được làm từ vật

liệu hợp kim Niken có dòng từ hoá thấp Biến dòng đo lường chỉ làm việc chính xác khi dòng điện lên đến ngưỡng định mức Khi dòng điện vượt quá ngưỡng này thì biến dòng bị bão hoà nhanh để bảo vệ cho các thiết bị đo lường khỏi hỏng hóc (xem hình 5a) Do đó, cấp chính xác của dòng điện sơ cấp được lựa chọn không phải là thông số quan trọng nhất BI phải có khả năng duy trì sai số tối thiểu của dòng điện

và góc khi vận hành đến tải nhị thứ định mức

Hình 5a: Đặc tuyến vôn – ampe biến

dòng đo lường Hình 5b: Đặc tuyến vôn – ampe biến dòng bảo vệ

Biến dòng bảo vệ: Khác với biến dòng đo lường, biến dòng bảo vệ bị bão hoà

chậm hơn Nó được dùng cho các rơle bảo vệ làm việc trong điều kiện bất thường của hệ thống Vì thế khi có sự cố, dòng điện đi vào rơle có thế lơn hơn nhiều lần so với dòng định mức phía nhị thứ BI (xem hình 5b) Với rơle bảo vệ, điểm bão hòa là

hệ số quan trọng khi xác định thông số của BI Nó phải đủ lớn để đảm bảo dòng điện nhị thứ phản ánh chính xác giá trị dòng điện nhất thứ với độ chính xác đáp ứng ngay cả trong trường hợp dòng điện sự cố của hệ thống lớn, đây là cách duy nhất để rơle phản ứng đúng Mặc dù các thông số định mức được đánh giá đúng, nhưng trong thực tế không dễ để đánh giá liệu BI có làm việc phù hợp với cấp được công

bố trên nhãn máy ví dụ 5P20

Để lấy đường cong từ hoá của biến dòng, xét biến dòng ba pha như hình vẽ

6 Hợp bộ thí nghiệm nhất thứ Omicron CPC 100 nối vào pha A cuộn thứ cấp của

biến dòng Dòng từ hoá được đo bằng ampe kế A và điện áp thứ cấp đo bằng vôn kế

V Điện áp đưa vào tăng từ từ (từng nấc lệch nhau 20V) làm dòng điện từ hoá tăng lên, cho đến khi dòng điện từ hoá tăng lên rất nhanh mặc dù điện áp chỉ tăng lên một lượng nhỏ Đây chính là điểm uốn khúc điện áp hay dòng bão hòa của biến dòng Thực hiện tương tự với hai pha B, C còn lại cho kết quả kiểm tra trên bảng 1.1 Ta thấy dòng điện tăng từ 0,05 đến 0,1 trong khi đó điện áp tăng từ 100V đến 120V

Bảng 1.1: Giá trị thử đặc tính

Vôn – Ampe biến dòng

Điện áp Pha A Dòng điện Pha B Pha C

Hình 6: Đường cong từ hoá của biến dòng

Kiểm tra thô kết quả kiểm tra pha A:

100 + 10% = 110V Ie = 0,065

046 , 0

046 , 0 065 ,

065 , 0 105 ,

Như vậy dòng từ hoá tăng 62%

Vậy điểm uốn của điện áp nằm giữa 100 V và 110V Sau đó tiến hành kiểm tra tinh, ta sẽ có giá trị điểm uốn của điện áp là 104 V và dòng từ hoá tăng bằng 0,5

Nhận xét: Thí nghiệm BI theo cách truyền thống làm việc với các điện áp cao

- Khi thí nghiệm mạch từ của BI, đường cong từ hóa được xác định để đánh giá sự hoạt động của BI Theo cách truyền thống, điện áp từ hóa với tần số định mức được đưa vào phía thứ cấp trong khi phía sớ cấp BI để hở Khi điện

áp tăng, mật độ từ thông B tăng và cuối cùng sẽ đạt đến điểm bão hòa của mạch từ Các điện áp thí nghiệm cao (> 600V) thường được sử dụng đến Các điện áp này cao nhiều hơn so với giới hạn điện áp giới hạn đảm bảo an toàn, làm cho thí nghiệm này trở nên nguy hiểm cho các kỹ sư thí nghiệm

Hình 7: Dạng sóng điện áp thí nghiệm BI theo cách truyền thống

- Thí nghiệm BI theo cách truyền thống là một quy trình tốn nhiều thời gian, thường đòi hỏi chuyển BI đến phòng thí nghiệm hoặc xưởng vì quy trình đòi hỏi nhiều thiết bị thí nghiệm bao gồm cả tải ngoài

1.4 Cấp chính xác

Hình 8: Sơ đồ thay thế BI

R2: điện trở cuộn nhị thứ RB: điện trở phụ tải

XM: điện kháng từ hoá δ: độ lệch pha

ε: độ lệch tỷ số biến

Hình 8 trình bày sơ đồ thay thế BI, cho thấy các BI luôn tồn tại sai số do BI phải tiêu tốn năng lượng từ hóa, do tổng trở thứ cấp Z2 quá cao hoặc do công suất biểu kiến của BI lớn (thường thì S < 30VA) Sai số BI được tính bằng trị số hiệu dụng giữa dòng thứ cấp lý tưởng và dòng thứ cấp thực tế Việc đánh giá chất lượng BI

bằng cách so sánh những đặc tính từ hoá đã thí nghiệm được với những đặc tính từ hoá mẫu của kiểu BI đó do nhà sản xuất cung cấp đồng thời cũng so sánh với đặc tuyến của các BI cùng kiểu nhằm xác định đặc tuyến sai số của BI ứng với cấp chính xác phải nằm trong vùng cho phép Nếu một phần hoặc toàn bộ đặc tuyến nằm ngoài giới hạn cho phép thì tiến hành hiệu chỉnh bằng cách thay đổi số vòng dây hoặc áp dụng biện pháp bù sai số (được làm tại nhà sản xuất)

Tuy nhiên Để đơn giản hoá việc sử dụng các biến dòng trong các ứng dụng khác nhau, người ta phân loại chúng theo cấp chính xác Tuỳ theo tiêu chuẩn của mỗi nước, cấp chính xác biến dòng có những đặc thù riêng Theo tiêu chuẩn BS

3938 (Anh) cho trên bảng 1, sai số tỷ số biến và sai số góc là hai chỉ tiêu kỹ thuật quan trọng

Bảng 1: Sai số BI với các cấp chính xác khác nhau

Sai số tới hạn

Tải thứ cấp

% so với danh định

Dòng [%]

Theo góc tại dòng danh định [phút = 1/60 độ]

Toàn phần [%]

20

15

10 0,5

10 - 20

20 – 100

100 - 120

1,0 0,75 0,5

Ví dụ 1.2: Giải thích ý nghĩa ký hiệu trên biến dòng ngăn lộ 472 gồm 2 cuộn dây ở

hình 1.11 Thông số 5P20 của cuộn 1 có nghĩa là khi bơm dòng có giá trị bằng (1 ÷ 20) lần dòng định mức BI (1A) thì sai số BI nhỏ hơn 5%

Bội số sai số tới hạn 20 1,0

1.5 Thí nghiệm biến dòng điện sử dụng BI Analyzer

Thiết bị BI Analyzer của

Omicrron có trọng lượng rất nhẹ (chỉ

khoảng 8kg), thuận tiện khi vận chuyển

và sử dụng, giúp cho việc thí nghiệm

trở nên đơn giản và tin cậy khi phân tích

sự làm việc của lõi từ BI dưới các điều

kiện vận hành khác nhau, đồng thời tiết

kiệm thời gian thực hiện thí nghiệm

- Khi hoàn thành các thí nghiệm, lõi thép được tự động khử từ để loại bỏ từ

dư

Hình 12: Dạng sóng điện áp thí nghiệm bằng BI Analyzer

- Sử dụng BI Analyzer làm tăng độ an toàn cho BI với sai những sai sót của người thí nghiệm như là tăng điện áp từ hóa quá nhanh, loại trừ nguy cơ phá hủy lõi từ và ngắn mạch cuộn dây do cách điện bị chọc thủng

- BI Analyzer có thể đo được các thông số như: tổn thất do dòng xoáy, tỷ số biến và điện trở cuộn dây, cấp chính xác, điểm gãy, hệ số công suất Do đó

nó có thể đưa ra chính xác kiểu của BI Các thông số của BI có thể được tính toán hoặc đánh giá theo các tiêu chuẩn quốc tế như IEC 60044-1, IEC 60044-6 hoặc IEC C57.13

Hình 13: Kết quả thử BI bằng Quick Test

- BI Analyzer cho phép thí nghiệm tại hiện trường mà không cần tải bên ngoài Sai số dòng điện và góc được xác định cho tất cả các điểm thí nghiệm yêu cầu và thời gian đòi hỏi cho tất cả các hạng mục thường nhỏ hơn 1 phút Các phòng thí nghiệm đo lường độc lập đã xác nhận BI Analyzer có khả năng thí nghiệm BI có cấp chính xác đến 0,1 tương ứng với cấp chính xác cao nhất được định ngĩa trong các tiêu chuẩn IEC và IEEE

1.6 Các kiểu biến dòng và cách đấu nối

a Các kiểu biến dòng: Theo tiêu chuẩn IEC 185 ta có các BI được thiết kế như hình

14

Hình 14: BI có một cuộn nhị thứ ( a ) ; hai cuộn nhị thứ ( b ); một cuộn dòng nhị thứ có

nhiều đầu ra ( c ) ; hai cuộn nhất thứ, một cuộn nhị thứ (d)

b Cách nối đất phía nhị thứ biến dòng:

Hình 15: (a)BI dùng ở thanh cái ; (b)BI dùng ở cáp; (c)BI dùng ở MBA

Để tránh các nguy hại đến biến dòng ta cần phải đấu đầu S1 hoặc S2 với đất (xem hình 15) Đối với cuộn bảo vệ rơle ta đấu nối đất gần với đối tượng bảo vệ nhất, còn cuộn đo lường thì nối đất phía phụ tải Khi cả hai cuộn đo lường và bảo vệ đều sử dụng chung cuộn dây thì rơle bảo vệ sẽ xác định điểm nối đất Trong trường hợp các đầu nhánh trên cuộn thứ cấp không sử dụng thì phải để hở; hoặc hai biến dòng cùng phối hợp đấu nối với nhau thì chúng chỉ có một điểm nối đất duy nhất Còn các cuộn dây không được sử dụng, chúng phải được nối tắt và nối đất Chú ý khi để hở mạch thứ cấp BI sẽ gây nguy hiểm cho người và thiết bị do điện áp tăng cao

2 BIẾN ĐIỆN ÁP

Trong hệ thống điện hiện nay sử dụng phổ biến 2 loại: BU cảm ứng điện từ (cấp điện áp ≤ 35kV); BU tụ điện phân áp (cấp điện áp ≥ 110kV) có tần số cộng hưởng sắt từ nhỏ, mức độ phóng điện cục bộ thấp và độ tin cậy cao Ví dụ tại TBA 110kV Văn Hoá, chúng ta có BU 1798 (Serial No: 131600201) của hãng Nirou Trans (IRAN) với thông số kỹ thuật dưới đây Tương tự như BI, các hạng mục thí nghiệm được thực hiện theo quy định của EVN được tiến hành theo các bước sau:

- Kiểm tra bên ngoài

- Đo điện trở cách điện cuộn sơ cấp với đất

- Đo tgδ điện môi và điện dung tụ phân áp

- Đo điện trở 1 chiều cuộn thứ cấp

- Kiểm tra cực tính

- Đo tỷ số biến

- Kiểm tra đo lường

- Thí nghiệm dầu cách điện

Trong khuân khổ luận án, tác giả trình bày các bước kiểm tra 5, 6, 7 cụ thể dưới đây

2.1 Cực tính BU

Cực tính BU có thể kiểm tra như phương pháp dùng để kiểm tra cực tính BI Chú ý là nguồn pin được nối vào cuộn dây sơ cấp, còn đồng hồ ampe kế kiểm tra cực tính thì nối vào cuộn dây thứ cấp Nếu BU kiểu tụ thì cực tính của biến áp ở tầng cuối

tụ được kiểm tra…

Biến điện áp nối Sao – Sao Biến điện áp nối Sao – Tam giác hở

V V

Un

3

110 3

110 3

Hình 16: Các kiểu BU

2.2 Tỷ số biến BU

Bước kiểm tra này có thể được thực hiện khi mạch điện phía sơ cấp được cấp điện, điện áp thứ cấp BU được so sánh với điện áp thứ cấp BU đã được nối vào cùng thanh cái

Điện áp định mức có thể là 100 V, 110 V hoặc 120V tuỳ thuộc vào tiêu chuẩn của quốc gia đó (hình 16)

2.3 Thứ tự pha

Đấu nối cẩn thận mạch nhị thứ cho BU ba pha hoặc 3 BU đơn pha cần kiểm tra đồng bộ pha Cấp nguồn cho phía sơ cấp, điện áp thứ cấp giữa các pha với đất phải được đó độ lệch cho đúng Thứ tự pha được kiểm tra bằng đồ hồ đo thứ tự pha nối vào ba pha của BU như hình vẽ 17

Với điều kiện BU nối vào cùng hệ thống nhất thứ, và nối đất phía thứ cấp, tất cả mọi thứ hiện tại cần thiết xác định đúng thứ tự pha bằng cách kiểm tra điện áp giữa, cả đầu ra pha A thứ cấp Nó có lệch một ít hoặc bằng không nếu thứ tự pha là đúng Thứ

tự pha đúng có thể chứng minh khi kiểm tra mang tải trên bất kỳ rơle góc pha nào Dòng tải trong thứ cấp BI được biết sẽ so sánh với điện áp thứ cấp pha - đất BU

Góc pha giữa chúng được đo

lường, và có quan hệ với hệ số công suất

của phụ tải hệ thống Có cách khác để

xác định thứ tự pha, ta nhận thấy các pha

lệch đều nhau một góc 1200 của pha A so

với pha C hoặc B như hình vẽ Điều này

chứng tỏ rằng việc kiểm tra bằng cách

loại bỏ các cầu chì từ những pha B và C

và việc đo điện áp pha - đất trên thứ cấp

của BU Nếu các pha là đúng, chỉ pha A

là đủ điện áp, còn các pha B và C có một

lượng điện áp dư nhỏ Nếu BU ba pha có Hình 17: Kiểm tra đồng bộ pha

cuộn tam giác hở, thì điện áp đi qua hai đầu dây cuộn ta giác VN và VL như trên hình vẽ 16 Với điện áp cung cấp là ba pha cân bằng cho phía nhất thứ TU, cuộn tam giác có giá trị dưới 5V

2.4 Cấp chính xác

Sai số của BU phụ thuộc vào cách nối dây từ nó đến tải (rơle, đồng hồ…) Vì thế độ dài của các dây dẫn này phải ngắn đủ để không làm ảnh hưởng đến cấp chính xác của BU Xác định sai số theo tiêu chuẩn BS 3941 ( Anh ) như bảng 2

Cấp chính xác 0,1 và 0,2 được dùng trong các phép đo chính xác để chỉnh định, thử nghiệm các thiết bị tự động, cũng như để kiểm tra các thiết bị đo lường cấp thấp hơn Cấp 0,5 và 1 để nối với các thiết bị đo lường trên tủ bảng, các công tơ

đo đếm điện năng có cấp chính xác tương đương Các cấp 3P và 6P được dùng cho các thiết bị bảo vệ rơle, nơi yêu cầu độ chính xác thấp hơn

Bảng 2: Sai số BU với các cấp chính xác khác nhau

Hình 18a: BU 3 pha nối đất rời Hình 18b: BU có một cuộn sao và một

cuộn tam giác

Hình 18c: BU cuộn thứ cấp nối đất pha B

Để tránh nguy hiểm, cuộn nhị thứ biến điện áp phải được nối đất tại một điểm nếu BU có phía nhất thứ nối phase-to-earth thì phía nhị thứ nối đất tại đầu n Với

BU có phía nhất thứ đấu vào 2 pha thì đầu nối đất phía nhị thứ có điện áp lệch so với đầu khác một góc 1200 Các cuộn dây không sử dụng sẽ được nối đất

PHỤ LỤC 2.4: ẢNH HƯỞNG CỦA HỆ SỐ PHÂN BỐ DÒNG ĐIỆN SỰ CỐ VÀ DAO ĐỘNG ĐIỆN

Do có sự khác biệt giữa cấu trúc sơ đồ đường dây có nguồn cung cấp từ nhiều phía và đường dây hình tia đơn giản có thể ảnh hưởng đến phép đo tổng trở, làm co hoặc dãn vùng tác động (hiện tượng Underreach hoặc Overreach) và rất nhiều trường hợp có thể dẫn đến RLBV tác động không chọn lọc Cho nên việc áp dụng vùng 2 và

3 của bảo vệ khoảng cách và định vị sự cố trên rơle tại mỗi đầu là khá phức tạp

Từ sơ đồ trên hình 1, ta xét 2 trường hợp khi xảy ra ngắn mạch tại điểm F đối với rơle sử dụng dữ liệu đo tại một đầu đường dây theo các thông số giả định như sau:

Hình 1: Thông số sự cố trên đoạn đường dây TB

Trường hợp không có nguồn C (đường dây đơn AB):

Điện áp đo tại rơle đầu A: V A  V AT  V TF  I A Z AT  I A Z TF  I A ( Z AT  Z TF )  I A Z AF

Tổng trở đo tại rơle đầu A: _   AF  1  1  2 

A

A A

I

V Z

Trường hợp có nguồn C (đường dây hình T):

Điện áp đo tại rơle đầu A: V 'A VAT VTF  IAZAT  ( IA IC) ZTF

Tổng trở đo tại rơle đầu A:        3 

1

) 1 2 ( ) 1 1 (

_

A

TF C AF A

Z I Z Z

Như vậy, IC.ZTF/IA là nguyên nhân gây ra sai số của rơle, do dòng IC của nguồn EC cung cấp đã làm tăng tổng trở đo trên rơle đầu A và dẫn đến hiện tượng dưới tầm (giá trị cài đặt rơle không bao phủ cùng chiều dài đường dây) Do đó, trong quá trình cài đặt thông số chỉnh định rơle chúng ta cần chú ý đến hệ số phân

bố dòng điện IC/IA Tương tự, tổng trở đo tại rơle đầu C:

_

C

A TF TF CT C

RL

I

I Z Z Z Z

Nhằm khắc phục nhược điểm trên, chúng ta cần tính toán và cài đặt thông số chỉnh định vùng làm việc của bảo vệ rơle phải bao phủ toàn bộ đường dây Vì vậy, giá trị tổng trở cài đặt có thể lớn hơn nhiều so với trường hợp đường dây hình tia đơn giản

Một giải pháp khác được các hãng sản xuất rơle sử dụng là thuật toán định vị

sự cố sử dụng dữ liệu đo dòng, áp của cả 3 đầu đường dây (A, B và C) được trình bày chi tiết trong mục 3.3 Tại đây truyền thông tín hiệu của 3 rơle ở 3 đầu giữ vai trò quyết định trong nhiệm vụ nhận dạng và định vị sự cố và điều quan trọng là đối với trường hợp đường truyền thông tin truyền thông bị hỏng, sẽ ảnh hưởng đến việc tính toán, đồng thời chức năng định vị sự cố sẽ bị khoá

Các dao động điện (Power Swing - PWS) là chế độ làm việc không bình thường của hệ thống điện (HTĐ) khi có các kich động (đóng cắt đường dây, phụ tải ) Khi dao động xuất hiện, thông số dòng điện và điện áp đo lường trên rơle có biên độ và góc pha biến đổi liên tuc theo chu kỳ dao động (dòng điện tăng, điện áp giảm) và rơle cảm nhận như có ngắn mach trên đường dây Vì vậy, các RLBV được thiết kế không tác động khi có dao động điện xảy ra Xem hình 2 Để thực hiện điều này, các rơle trang bị giải thuật cho phép phát hiện dao động công suất và khóa chức năng bảo vệ bằng cách sử dụng tốc độ biến thiên tổng trở (dZ/dt) Đại lượng này thường khá nhỏ khi xảy ra dao động và đạt giá trị rất lớn khi có sự cố ngắn mạch

Hình 2a: Sơ đồ logic dò dao động công suất của RLBV ABB REL511

Hình 2b: Sơ đồ logic dò dao động công suất của RLBV TOSHIBA GRZ100

Hình 2c: Sơ đồ logic dò dao động công suất của RLBV GE D60

Hình 2d: Quỹ đạo tổng trở khi xảy ra dao động điện

Hình 2d trình bày hai kịch bản có thể xảy ra khi xuất hiện dao động công suất:

- Dao động điện ổn định (Stable Power Swing): Điều khiển các thiết bị có khả năng làm giảm dao động và hệ thống điện trở về trạng thái cân bằng Tức là tổng trở đo lường thay đổi từ từ theo quỹ đạo đi vào vùng dò (∆R, ∆X) trong một vài chu kỳ, sau đó đến các vùng bảo vệ, rồi quay ra cùng một phía Trong trường hợp này, cho phép RLBV khóa chức năng bảo vệ khoảng cách

Dao động không

ổn định

Dao động ổn định Vùng bảo vệ

Vùng dò dao động

Tổng trở đường dây

- Dao động không ổn định (Out of Step): Một hoặc nhiều máy phát mất đồng bộ với hệ thống còn lại Tổng trở đo có quỹ đạo đi vào vùng bảo vệ, băng ngang qua trục X và sang phía đối diện Trong trường hợp này, cho phép RLBV tác động cắt MC

Các bước thử nghiệm chức năng khóa bảo

vệ khi dao động công suất trên rơle P442 của

ngăn lộ 172 ở TBA 110kV Quán Ngang tại

Quảng Trị được thực hiện như sau:

- Sử dụng phần mềm Micom S1 Agile cài đặt

chức năng Power Swing có trị số chỉnh

Hình 3b: Công cụ Ramping của phần mềm TU 3.0

Hình 3c: Kết quả thử nghiệm RLBV khóa bảo vệ khi dao động công suất

Hình 3d: Kết quả thử nghiệm RLBV tác động khi không sử dụng chức năng dao

động công suất

Nhận xét: Dao động điện là hiện tượng thường xảy ra kèm theo quá trình xử lý ngắn mạch và ảnh hưởng trực tiếp đến hành vi của RLBV khoảng cách Thông thường rơle đều được thiết kế với bộ phận khóa bảo vệ khi có dao động điện Trường hợp không kích hoạt bộ phận này có thể dẫn đến tác động không chọn lọc khi có dao động điện

PHỤ LỤC 3.1: PHẦN MỀM PHÂN TÍCH SỰ CỐ SIEMENS

SIGRA 4.5

1 Công tác chuẩn bị

Trước khi bắt đầu phân tích sự cố, chúng ta cần phải thực hiện:

- Sao lưu dữ liệu bản ghi gốc nhằm tránh tình trạng bản ghi đang sử dụng để phân tích bị hư hỏng vì bất kỳ lý do nào

- Sử dụng phần mềm chuyên dụng của hãng sản xuất rơle hoặc phần mềm của bên thứ ba (có thể đọc tập tin của nhiều nhà sản xuất) để hiển thị và phân tích

sự kiện

- Việc phân tích được thực hiện bởi các chuyên gia có nhiều năm kinh nghiệm thực tế, trang bị đầy đủ kiến thức về đặc điểm riêng và hành vi của các phần tử trong hệ thống điện như MBA, Kháng, MC, Tụ bù…

2 Chức năng ghi sự kiện

Mỗi một sự cố cũng như hiện tượng bất thường xảy ra ở nhà máy điện, lưới điện và hệ thống điện, rơle bảo vệ sẽ ghi lại các thông tin vào bộ ghi sự kiện gồm có:

- Bản ghi sự kiện (Event log): được lập trình mặc định lưu trữ số lượng bản ghi

Khi có sự thay đổi về giá trị chỉnh định rơle, tên của đơn vị quản lý vận hành, tên thiết bị, thông tin về đường dây, chiều dài đường dây, ngày tháng, hoặc có tín hiệu cảnh báo… Chức năng của Event log là liệt kê tất cả các sự kiện từ mới nhất đến cũ nhất Trong trường hợp bản ghi sự kiện bị lấp đầy thì sự kiện

cũ nhất sẽ bị xoá và thay thế bằng sự kiện mới nhất

- Bản ghi sự cố (Trip log): được khởi tạo khi có tín hiệu cắt MC Các thông tin

chứa trong bản ghi gồm có: Số bản ghi sự cố; ngày tháng, thời gian ghi; dạng

sự cố; giá trị dòng điện và điện áp (trước lúc sự cố, tại thời điểm sự cố và sau

sự cố); thời gian duy trì sự cố; điện kháng sự cố; khoảng cách sự cố; chức năng bảo vệ tác động…

- Bản ghi nhiễu loạn (Oscillographic Record): được lưu trữ dưới định dạng

Comtrade (Common Format for Transient Exchange Dates), Oscillographic Record hiển thị dạng sóng của dòng điện, điện áp; các tín hiệu đầu vào số

(input), đầu ra (output) của rơle và chức năng bảo vệ tác động…

- Việc sắp xếp sự kiện theo trình tự thời gian giúp cho nhân viên vận hành xác định được thứ tự và giải thích đúng nguyên nhân gây sự cố và làm rơle tác động trong quá trình điều tra sự cố của hệ thống Nhờ đó, việc xử lý sự cố trong hệ thống cấp nguồn, truyền tải và phân phối điện được tiến hành một cách thuận lợi, hiệu quả và tin cậy

3 Phần mềm phân tích sự cố SIGRA 4

Phần mềm Sigra 4 được thiết kế bởi các chuyên gia có nhiều kinh nghiệm trong việc đánh giá sự cố của hãng Siemens Đây là chương trình ứng dụng hỗ trợ việc phân tích các bộ ghi sự kiện của rơle kỹ thuật số tại các TBA và NMĐ, đáp ứng kịp thời yêu cầu đa dạng của kháng hàng Sigra 4 là công cụ mạnh mẽ, linh hoạt, đồng bộ và được người sử dụng ưa thích vì những yếu tố sau:

- Có biểu đồ hiển thị: dòng áp theo thời gian; tổng trở R/X; véc tơ dòng điện và điện áp; đại lượng hài; định vị điểm sự cố theo phương pháp trở kháng

- Sử dụng hai con trỏ đo lường để hiển thị thời gian tác động của rơle

- Tương thích phần mềm với các loại rơle kỹ thuật số của nhiều hãng sản xuất

3.1 Phân tích sự cố dựa vào đồ thị dạng sóng và véc tơ

Sau khi nhận được các bản ghi sự cố, chúng ta quan tâm đến một số đại lượng dạng sóng dòng điện và điện áp theo thời gian, khoảng thời gian sự cố, biên

độ, góc pha và thành phần thứ tự thuận, thứ tự nghịch, thứ tự không Bảng 3.1 trình bày tóm tắt các dạng sự cố

Bảng 3.1: Các dạng sự cố trên lưới điện

Ví dụ từ thông tin về sự cố được ghi của rơle SEL 421 tại TBA 110kV Thạnh

Mỹ cho trên hình 1

Chúng ta thấy rằng,

cả điện áp 3 pha sự cố

giảm xuống và cả dòng

điện 3 pha tăng lên nên

trường hợp này có thể coi

Hình 2: Đồ thị dạng sóng, vectơ và R/X của rơle 7SA 522 khi sự cố AN

Trên hình 2 trình bày đường đi của tổng trở trên rơle khoảng cách 7SA522 của ngăn lộ B01 tại TBA 500kV Dốc Sỏi, rơle tác động khi có sự cố pha A chạm đất ở vùng bảo vệ Z1

3.3 Đánh giá ảnh hưởng của lượng hài

Sóng hài được sinh ra do có sự tồn tại các phần tử phụ tải phi tuyến bơm trực tiếp dòng điện hài vào lưới điện và làm nhiễu dạng sóng đầu vào đối với rơle bảo vệ

và thiết bị điều khiển tự động, gây nên tác động nhầm hoặc từ chối tác động, nhất là thành phần sóng hài trong dòng xung kích của máy biến áp khi đóng cắt máy cắt, có trị số biên độ và hàm lượng sóng hài rất lớn, càng dễ dẫn tới tác động sai của rơle bảo vệ Vì vậy, luận án tiến hành nghiên cứu ảnh hưởng sóng hài đối với rơle P123 tại TBA 110kV Khe Sanh bằng cách dùng modun thử nghiệm sóng hài của hợp bộ CMC356 để bơm dòng điện bậc cao có độ méo dạng THDi cho pha A, B, C lần lượt

là 20%, 40%, và 60% để kiểm tra giá trị tác động của rơle (I>= 2,0A, tI> = 1s) Kết quả dạng sóng và giá trị sóng hài ghi được trên hình 3

Hình 3a: Modun thử nghiệm chức Năng

sóng hài của hợp bộ CMC356 Hình 3b: Giá trị dòng tác động và phần trăm sóng hài bậc cao trên pha A, B, C

Nhận xét: Khi phần trăm thành phần sóng hài bậc cao chứa trong dòng điện

pha càng lớn thì giá trị đo lường dòng điện hiển thị trên màn hình rơle càng lớn và

đồ thị dạng sóng méo dạng nhiều hơn

PHỤ LỤC 3.2: KẾT QUẢ ĐỊNH VỊ SỰ CỐ RƠLE SEL 421

Vị trí sự cố rơle SEL421

[km]

Sai số [%]

PHỤ LỤC 3.3: KẾT QUẢ ĐỊNH VỊ SỰ CỐ RƠLE SIEMENS

PHỤ LỤC 3.4: XÂY DỰNG TẬP TIN COMTRADE BẰNG MATLAB ĐỂ ĐÁNH GIÁ CHỨC NĂNG ĐỊNH VỊ SỰ CỐ TRÊN

RƠLE BẢO VỆ

Ngày nay, rơle bảo vệ (RLBV) kỹ thuật số có khả năng cung cấp đầy đủ các

dữ liệu đã thu thập bằng chức năng ghi sự kiện khi xảy ra sự cố trong hệ thống điện Những dữ liệu này bao gồm: giá trị dòng điện, điện áp, trạng thái của tín hiệu đầu vào và trạng thái rơle đầu ra… được lưu trữ trong tập tin có định dạng COMTRADE nhằm phục vụ công tác phân tích, báo cáo và xác định đúng nguyên nhân sự cố dễ dàng hơn

Tuy nhiên, sự cố xảy ra trên lưới điện theo thống kê là khá ít, cho nên kể từ khi IEEE đưa ra tiêu chuẩn tập tin có định dạng COMTRADE vào năm 1991 (C37.111) cho đến nay, thì việc sử dụng các tập tin này nhằm thử nghiệm RLBV vẫn còn hạn chế do người sử dụng chưa quen với tiêu chuẩn này Kết quả là chỉ có một số lượng nhỏ người dùng đã ứng dụng thành công trong việc sử dụng phát lại

dữ liệu bản ghi sự cố bằng hợp bộ thí nghiệm để phân tích khả năng làm việc của rơle đối với nhiễu loạn trong hệ thống điện

1 MÔ HÌNH NGHIÊN CỨU

Hiện nay, với bối cảnh hệ thống điện ngày càng quy mô và phức tạp, thì việc

sử dụng các thiết bị điện trên lưới cũng như để phục vụ cho nghiên cứu ngày càng tốn kém hơn Do đó, để có được các số liệu sự cố thực tế trên lưới điện thì chỉ có các phòng thí nghiệm nổi tiếng, hoặc điện lực cấp quốc gia với dự án có nguồn vốn dồi dào mới đủ chi phí mua các thiết bị này Vì vậy, tại các trường đại học với nguồn tài chính hạn chế sẽ khó khăn giải quyết vấn đề này để phục vụ cho mục đích nghiên cứu Tuy nhiên, các trường đã sử dụng phần mềm như Matlab, Atp/Emtp, Etap, Pscad… để mô phỏng hệ thống điện nhằm thực hiện phân tích, đánh giá, kiểm nghiệm những vấn đề đặt ra trong lĩnh vực lý thuyết

Với mục đích kết hợp hợp lý giữa lý thuyết và thiết bị bảo vệ thực tế đang sử dụng trên lưới điện, mô hình nghiên cứu được luận án trình bày trên hình 1 sử dụng phần mềm Matlab Simulink mô phỏng HTĐ, tạo dữ liệu sự cố Sau đó chuyển đổi

dữ liệu này sang định dạng COMTRADE và phát lại bằng công cụ PlayBack Waveform của ISA DRTS66 phục vụ việc thử nghiệm rơle Siemens 7SD522

Hình 1: Mô hình thử nghiệm RLBV

1.1 Mô phỏng hệ thống điện

Hình 2 Mô hình hệ thống điện mô phỏng

Matlab Simulink là một phần mềm quen thuộc đối với hầu hết các kỹ sư điện,

hỗ trợ mạnh về tính toán và xây dựng mô phỏng các mô hình HTĐ một cách trực quan và dễ hiểu Để tạo dữ liệu sự cố, hình 2 trình bày đường dây 110kV, 50km được mô phỏng bao gồm:

- Đường truyền tải: đường dây truyền tải 3 pha được sử dụng có các thông số sau:

RL1=0.1286 (Ω/km), RL0=0.2409(Ω/km)

LL1=1.3 (mH/km), LL0=3.5(mH/km)

CL1=0.013 (μF/km), CL0= 0.0085 (μF/km)

- Khối thu thập dữ liệu dòng điện và điện áp 3 pha

- Khối hiển thị số: hiển thị giá trị dòng điện và điện áp sự cố

- Khối sự cố ba pha

1.2 Xây dựng tệp tin lưu trữ dữ liệu sự cố có định dạng COMTRADE

Tập tin COMTRADE là bản ghi sự cố được tạo ra theo chuẩn chung của IEEE

để các hợp bộ thí nghiệm có thể đọc được Dữ liệu trong tập tin bao gồm giá trị tức

RLBV

Hợp bộ thí nghiệm ISA DRTS66 Tệp tin định dạng

COMTRADE

thời của dòng điện và điện áp ba pha ở thời điểm trước sự cố và tại thời điểm sự cố Mỗi bộ bản ghi COMTRADE bao gồm bốn loại: Tập tin tiêu đề; Tập tin thông tin; Tập tin cấu hình; Tập tin dữ liệu

Các tập tin được đặt tên giống nhau và giới hạn khoảng tám ký tự Phần mở rộng sử dụng ba ký tự đại diện cho từng loại tập tin khác nhau (HDR dùng cho các tập tin tiêu đề, CFG là tập tin cấu hình, DAT dùng cho các tập tin dữ liệu và INF là tập tin thông tin)

Để sử dụng cho các hợp bộ thí nghiệm, luận án lập trình tạo 2 tập tin

COMTRADE bằng Matlab có tên là “test.cfg” và “test.dat”:

Tập tin cấu hình (test.cfg): là một tập tin văn bản ASCII Cấu hình tập tin

được trình bày trong hình 3 Thông tin chứa trong “test.cfg” giải thích các dữ liệu trong tập tin “test.dat” Những thông tin này bao gồm: Hai dòng đầu tiên mô tả nội dung tên tập tin và số lượng kênh tương tự và kênh tín hiệu số được ghi Tiếp theo

là thông tin của các kênh đo lường như tên tín hiệu, đơn vị đo, hệ số nhân Cuối cùng là tần số lưới, tần số lấy mẫu, số mẫu, thời điểm bắt đầu và kết thúc, ngày đo lường và kiểu tập tin dữ liệu là ASCII hoặc Binary

Tập tin dữ liệu (test.dat): lưu trữ các tín hiệu đã được định nghĩa trong

“test.cfg” “test.dat” có cấu hình sau: cột đầu là số mẫu, cột 2 là nhãn thời gian Cột

3 đến 6 là các kênh tín hiệu dòng điện và điện áp với các giá trị tức thời (số âm và dương) Xem hình 4

Hình 3: Cấu hình tập tin “test.cfg”

Hình 4: Cấu hình tập tin dữ liệu

“test.dat”

1.3 Thiết bị thí nghiệm

Hợp bộ thí nghiệm thiết bị nhị thứ có thể phát ra tín hiệu dòng điện, điện áp được điều khiển bằng máy tính thông qua công cụ phần mềm Hợp bộ có khả năng tạo ra những trường hợp sự cố để qua đó đánh giá các chức năng của RLBV Từ kết quả thu được nhân viên thí nghiệm có thể yên tâm về hệ thống rơle sau khi kiểm tra sẽ đáp ứng chính xác đối với các tình huống sự cố trong vận hành

Hình 5: Giao diện công cụ PlayBack Waveform

Với các tập tin định dạng COMTRADE lấy từ RLBV, Công ty TNHH MTV Thí nghiệm điện Miền Trung thường sử dụng các thiết bị sau để tái tạo lại tín hiệu dòng điện, điện áp:

- Hợp bộ Omicron: CMC 156, CMC 256 và CMC 356 sử dụng công cụ TransPlay của phần mềm điều khiển Test Universe 3.0 SP

- Hợp bộ ISA: DRTS3, DRTS6, DRTS66 sử dụng công cụ PlayBack Waveform của phần mềm TDMS Test & Data Management Software 6.5.7

Hình 6a: Kết quả dạng sóng dòng điện, điện áp

Hình 6b: Kết quả giá trị dòng điện, điện áp sự cố

Từ kết quả tập tin COMTRDE được tạo ta bằng Matlab cho từng trường hợp

sự cố trong mục 2.2, luận án sử dụng công cụ PlayBack Waveform có giao diện như hình 5 (ví dụ đối với sự cố 3 pha) để kiểm tra tác động RLBV Siemens 7SD522 Sau đó, kết hợp đọc từ bản ghi sự cố bằng phần mềm Sigra 4.5 cho dạng sóng và giá trị độ lớn dòng điện, điện áp như hình 6.

Nhận xét: các ô mầu xanh được đánh dấu trên hình vẽ cho thấy các giá trị dòng điện và điện áp hiệu dụng của RLBV và Matlab có sai khác nhau Đây là kết quả sai số của chính thiết bị RLBV và hợp bộ ISA DRTS66

1.4 Rơle bảo vệ

Hình 7: Thông số chỉnh định rơle

Thiết bị bảo vệ tích hợp chức năng định vị sự cố được sử dụng là rơle 7SD522 (SN: BF0312063233) Trước khi phát tín hiệu dòng điện, điện áp bằng hợp bộ ISA DRTS66, luận án sử dụng phần mềm Digsi 4.84 để cài đặt thông số chỉnh định như hình 7