CPCETC: Định vị sự cố đường dây truyền tải điện sử dụng phương pháp truyền sóng

13:39 - 12/03/2019  |  195 lượt xem

Chia sẻ Chia sẻ
Rơle bảo vệ kỹ thuật số là thiết bị được sử dụng phổ biến để bảo vệ đường dây truyền tải điện. Rơle ứng dụng chức năng định vị sự cố dựa trên phương pháp điện kháng, tính toán từ tín hiệu dòng điện, điện áp sự cố ở tần số 50Hz tại một đầu hoặc hai đầu đường dây. Sai số của phương pháp điện kháng nằm trong khoảng từ 2 đến 5%. Tuy nhiên, con số báo cáo trong thực tế vận hành thường lớn hơn 5% do bị ảnh hưởng bởi các yếu tố như điện trở sự cố lớn, sai số đo lường, thông số đường dây không chính xác, và hệ số hỗ cảm… Do đó, việc lựa chọn một công nghệ mới ứng dụng chức năng định vị trí sự cố chính xác đang là một nhiệm vụ khó khăn đối với đơn vị quản lý vận hành khi mong muốn đánh giá hiệu quả, so sánh độ chính xác và tìm ra phương án tối ưu nhất về chi phí.
CPCETC: Định vị sự cố đường dây truyền tải điện sử dụng phương pháp truyền sóng

Mô hình sử dụng bộ định vị sự cố SFL2000

Rơle bảo vệ kỹ thuật số là thiết bị được sử dụng phổ biến để bảo vệ đường dây truyền tải điện. Rơle ứng dụng chức năng định vị sự cố dựa trên phương pháp điện kháng, tính toán từ tín hiệu dòng điện, điện áp sự cố ở tần số 50Hz tại một đầu hoặc hai đầu đường dây. Sai số của phương pháp điện kháng nằm trong khoảng từ 2 đến 5%. Tuy nhiên, con số báo cáo trong thực tế vận hành thường lớn hơn 5% do bị ảnh hưởng bởi các yếu tố như điện trở sự cố lớn, sai số đo lường, thông số đường dây không chính xác, và hệ số hỗ cảm… Do đó, việc lựa chọn một công nghệ mới ứng dụng chức năng định vị trí sự cố chính xác đang là một nhiệm vụ khó khăn đối với đơn vị quản lý vận hành khi mong muốn đánh giá hiệu quả, so sánh độ chính xác và tìm ra phương án tối ưu nhất về chi phí.

Năm 2017, EVN có dự án lắp đặt các thiết bị định vị sự cố sử dụng phương pháp truyền sóng (TWFL) Kinkei SFL-2000, SEL-400L cho các đường dây 220kV, 500kV tại các trạm biến áp như Sơn Hà, Thành Mỹ, Hòa Khánh, Huế, Đông Hà, Tam Kỳ, và Dốc Sỏi. Kế hoạch thực hiện dự án tiến hành theo 3 bước. Bước đầu tiên là thiết lập TWFL để hoạt động với phương pháp một đầu đường dây. Bước thứ hai là đồng bộ hóa TWFL bằng đồng hồ Furuno GPS/GNSS và sử dụng kênh thông tin liên lạc đã được định cấu hình. Các TWFL sẽ gửi thông tin sóng truyền đến máy chủ F/L để tính toán khoảng cách sự cố theo phương pháp hai đầu đường dây, hiển thị kết quả và gửi email cho đơn vị vận hành. Bước thứ ba, PTC2 cài đặt, liên kết mạng truyền thông NPT giữa các TWFL như trong Hình 1. Các TWFL nhận được thông tin sóng truyền từ xa để cung cấp vị trí sự cố tự động. Độ chính xác của SFL-2000 được báo cáo là 200m, trong khi độ chính xác của SEL-400L được báo cáo là 2%.

Hình 1. Mô hình sử dụng bộ định vị sự cố SFL2000

Mặc dù TWFL được công nhận là giải pháp đã khắc phục đáng kể những thiếu sót của phương pháp điện kháng, nhưng SFL-2000 không thể sử dụng trong bước 1. Bởi vì, nếu không có giao tiếp giữa hai đầu đường dây thì việc tính toán vị trí sự cố không tự động thực hiện bằng máy chủ F/L. Do đó, khó khăn mà đơn vị vận hành gặp phải là thu thập thủ công các báo cáo sự kiện sóng truyền từ mỗi trạm biến áp. Đồng thời, đòi hỏi kỹ năng phân biệt sóng phản xạ của điểm sự cố, thời gian sóng truyền đến để tính toán vị trí sự cố thủ công bằng phương pháp một đầu do sóng phản xạ từ thanh cái liền kề có cùng cực tính với sóng phản xạ của điểm sự cố thực, cho nên có khả năng sẽ xuất hiện tình huống nhận dạng nhầm lẫn sóng là không thể tránh khỏi. Ngoài ra, tất cả các công việc được thực hiện và hỗ trợ bởi các chuyên gia có kinh nghiệm. Do đó, EVN cần tiến hành một khóa đào tạo trang bị kiến thức về vấn đề xác định vị trí sự cố sử dụng tín hiệu sóng truyền cho kỹ thuật viên, nhân viên hiện trường, kỹ sư rơle bảo vệ và phân tích đánh giá chuyên sâu về tất cả các hoạt động của hệ thống TWFL.

Hình 2. Mô hình hệ thống điện

Để giải quyết vấn đề này, bài viết tập trung vào đánh giá các phương pháp xác định vị trí sự cố dựa trên tín hiệu truyền sóng của SEL-400L và SFL-2000 có sẵn trên thị trường cho mô hình đường dây truyền tải 66,9km, 220kV Hòa Khánh-Thanh Mỹ, sử dụng dữ liệu một đầu và hai đầu đường dây bằng phần mềm Matlab Simulink (hình 2). Trong đó, tín hiệu dòng điện và điện áp được gửi đến bộ lọc tương tự loại Chasershev II, cho phép truyền tín hiệu tần số cao hơn 3kHz và loại bỏ tín hiệu tần số thấp hơn 50Hz. Sau đó, các tín hiệu đầu ra này được sử dụng trong phép biến đổi của Clarke để lấy các thành phần 0 và α. Hệ số chi tiết của các thành phần được chọn sau khi sử dụng DWT với dạng sóng con Db4 ở mức phân hủy 1 để xác định các loại sự cố, hướng của sự cố và đề xuất một giải pháp so sánh sóng đỉnh để nhận dạng chính xác sóng truyền, sóng phản xa. Cuối cùng, độ chính xác của vị trí sự cố trên đường dây truyền tải được đánh giá bằng cách thay đổi một số kịch bản khác nhau như loại sự cố, và sự cố vị trí trên mô hình hệ thống điện đề xuất. Nội dung chi tiết đã được tác giả công bố trên tạp chí Engineering, Technology & Applied Science Research như file đính kèm dưới đây.

/Portals/0/TinBai/17_ETARS_Vol_%208%2C%20No_%204%2C%202018%2C%202198-5807_Final_1.pdf

 

 

Vũ Phan Huấn

13:39 - 12/03/2019  |  195 lượt xem

Chia sẻ Chia sẻ

TIN BÀI ĐỌC NHIỀU