Luận văn thạc sỹ Xây dựng thuật toán xác định vị trí cố lưới truyền tải M CL C CH KH A H C i CA C ị A ii iii iv ABSTRACT v C C vi C C C C HỊ H x CHƯƠNG TỔNG 1.1 UAN t vấn đ : 1.2 hiệm v c a lu n v n: 1.3 Phạm vi nghi n c u: 1.4 Phương pháp nghi n c u: 1.5 i m m i c a lu n v n: : 1.6 iá trị thực ti n c a đ tài: 1.7 Các nghi n c u hoa h c li n uan: 1.7.1 Phương pháp xung ph n xạ DR ( ime Domain Reflection): 1.7.2 Phương pháp xung d ng C ( mpulse Current ethod) 1.8 Hư ng nghi n c u c a lu n v n: CHƯƠNG CƠ SỞ Lụ THUYẾT 10 2.1 Hệ thống điện thành ph n b n c a hệ thống điện: 10 2.1.1 Hệ thống s n xuất điện n ng: 11 2.1.2 Hệ thống truy n t i điện n ng: 13 2.1.3 Hệ thống ti u th điện n ng: 14 2.2 gắn mạch hệ thống điện: 14 2.2.1 Các dạng ngắn mạch lư i điện truy n t i: 16 2.2.1.1 gắn mạch pha chạm đất: 16 HVTH: Huỳnh Chí Thanh vi GVHD: PGS.TS Trương Việt Anh Luận văn thạc sỹ Xây dựng thuật toán xác định vị trí cố lưới truyền tải 2.2.1.2 gắn mạch hai pha chạm đất: 18 2.2.1.3 gắn mạch hai pha chạm nhau: 19 2.2.1.4 gắn mạch ba pha: 20 2.2.2 Cách xác định dạng ngắn mạch lư i truy n t i: 22 2.3 a tr n t ng trở c a hệ thống điện: 24 2.3.1 iện háng tương hỗ c a hệ thống truy n t i điện: 25 2.3.2 a tr n t ng trở c a đư ng d y truy n t i điện: 27 2.3.3 a tr n t ng trở c a ph t i ba pha: 28 2.4 i i thu t xác định vị trí cố điện trở cố lư i điện ph n phối: 28 2.4.1 Sự cố ngắn mạch pha chạm đất: 29 2.4.1.1 y dựng phương trình tính toán cố pha chạm đất: 29 2.4.1.2 ưu đ tính toán cố ngắn mạch pha chạm đất: 30 2.4.2 Sự cố ngắn mạch hai pha chạm đất: 32 2.4.2.1 y dựng phương trình tính toán cố hai pha chạm đất: 32 2.4.2.2 ưu đ tính toán cố ngắn mạch hai pha chạm đất: 33 2.4.3 Sự cố ngắn mạch ba pha chạm đất: 35 2.4.3.1 y dựng phương trình tính toán cố ba pha chạm đất: 35 2.4.3.2 ưu đ tính toán cố ngắn mạch ba pha chạm đất: 36 2.4.4 Sự cố ngắn mạch hai pha chạm nhau: 38 2.4.4.1 y dựng phương trình tính toán ngắn mạch hai pha chạm nhau: 38 2.4.4.2 ưu đ tính toán cố ngắn mạch hai pha chạm nhau: 39 2.4.5 Sự c ngắn mạch ba pha chạm nhau: 40 2.4.5.1 Xây dựng phương trình tính toán ngắn mạch hai pha chạm nhau: 40 2.4.5.2 ưu đ tính toán cố ngắn mạch ba pha chạm nhau: 42 2.5 iện trở h uang điện cố ngắn mạch c a lư i điện truy n t i: 43 2.5.1 Hiện tư ng h uang điện: 43 2.5.1.1 Khái niệm chung: 43 2.5.1.2 Quá trình phát sinh h 2.5.1.3 Quá trình d p tắt h HVTH: Huỳnh Chí Thanh uang: 43 uang: 45 vii GVHD: PGS.TS Trương Việt Anh Luận văn thạc sỹ 2.5.2 H Xây dựng thuật toán xác định vị trí cố lưới truyền tải uang điện cố ngắn mạch c a lư i điện truy n t i: 45 2.5.3 Phương trình điện trở h CHƯƠNG 3.1 M uang cố ngắn mạch: 46 H NH H A M PH NG 48 hình h a hối m ph ng ngắn mạch lư i truy n t i 110K : 48 3.1.1 Khối ngu n phát điện: 48 3.1.2 Khối đư ng d y truy n t i: 51 3.1.3 Khối ph t i: 53 3.1.4 Khối cố ngắn mạch: 54 3.1.5 Khối thu nh n x lí tín hiệu: 55 3.2 ưu đ gi i thu t tính toán m ph ng: 56 3.2.1 Lưu đ tính toán cho chương trình chính: 56 3.2.2 Lưu đ chung cho chương trình tính toán vị trí điện trở cố: 58 CHƯƠNG 4.1 KẾT UẢ M PH NG 62 ph ng v i trư ng h p ngắn mạch pha chạm đất: 62 4.1.1 ác định điện trở cố hi vị trí cố thay đ i: 62 4.1.2 ác định vị trí cố hi điện trở cố thay đ i 67 4.2 ph ng v i trư ng h p ngắn mạch hai pha chạm đất 72 4.2.1 ác định điện trở cố hi vị trí cố thay đ i 72 4.2.2 ác định vị trí cố hi điện trở cố thay đ i 77 4.3 ph ng v i trư ng h p ngắn mạch ba pha chạm đất 83 4.3.1 ác định điện trở cố hi vị trí cố thay đ i 83 4.3.2 ác định vị trí cố hi điện trở cố thay đ i 88 4.4 ph ng v i trư ng h p ngắn mạch hai pha chạm 93 4.4.1 ác định điện trở cố hi vị trí cố thay đ i 93 4.4.2 ác định vị trí cố hi điện trở cố thay đ i 98 4.5 ph ng v i trư ng h p ngắn mạch ba pha chạm 104 4.5.1 ác định điện trở cố hi vị trí cố thay đ i 104 HVTH: Huỳnh Chí Thanh viii GVHD: PGS.TS Trương Việt Anh Luận văn thạc sỹ Xây dựng thuật toán xác định vị trí cố lưới truyền tải 4.5.2 ác định vị trí cố hi điện trở cố thay đ i 109 4.6 h n xét 114 CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN 117 5.1 Các vấn đ đư c thực lu n v n: 117 5.2 nghị hư ng phát tri n c a lu n v n: 118 TÀI LI U THAM KHẢO 119 PH L C 121 Chương trình chính: 121 Chương trình xác định loại cố: 123 Chương trình xác định vị trí cố điện trở cố cho cố ngắn mạch pha chạm đất: 124 Chương trình xác định vị trí cố điện trở cố cho cố ngắn mạch hai pha chạm đất: 125 Chương trình xác định vị trí cố điện trở cố cho cố ngắn mạch ba pha chạm đất: 126 Chương trình xác định vị trí cố điện trở cố cho cố ngắn mạch hai pha chạm nhau: 127 Chương trình xác định vị trí cố điện trở cố cho cố ngắn mạch ba pha chạm nhau: 128 HVTH: Huỳnh Chí Thanh ix GVHD: PGS.TS Trương Việt Anh Luận văn thạc sỹ Xây dựng thuật toán xác định vị trí cố lưới truyền tải M C L C CÁC H NH x Hình 1.1 Dạng xung c a phương pháp DR đối v i dạng cố hác Hình 1.2 thị DR chẩn đoán pha bị cố pha tốt Hình 1.3 Sơ đ t nối C Hình 1.4 K t u chẩn đoán t phương pháp C Hình 2.1 hình minh h a cho hệ thống điện 12 Hình 2.2 Nhà máy điện hạt nh n hree ile sland bang Pennsylvania 12 Hình 2.3 h y điện đa mi 13 Hình 2.4 ng d y 500K bắc nam 14 Hình 2.5 nấu thép b ng điện 15 Hình 2.6 Sự cố ngắn mạch cành c y mắc tr n lư i điện truy n t i 16 Hình 2.7 Dạng s ng d ng điện hi c cố ngắn mạch pha chạm đất 18 Hình 2.8 Dạng s ng điện áp hi c cố ngắn mạch pha chạm đất 18 Hình 2.9 Dạng s ng d ng điện hi c cố ngắn mạch hai pha chạm đất 19 Hình 2.10 Dạng s ng điện áp hi c cố ngắn mạch hai pha chạm đất 20 Hình 2.11 Dạng s ng d ng điện hi c cố ngắn mạch hai pha chạm 21 Hình 2.12 Dạng s ng điện áp hi c cố ngắn mạch hai pha chạm 21 Hình 2.13 Dạng s ng d ng điện hi c cố ngắn mạch ba pha 22 Hình 2.14 Dạng s ng điện áp hi c cố ngắn mạch ba pha 23 Hình 2.15 ng trở tự th n tương hỗ tr n đư ng d y ba pha 27 Hình 2.16 gắn mạch pha chạm đất 31 Hình 2.17 gắn mạch hai pha chạm đất 34 Hình 2.18 gắn mạch ba pha chạm đất 37 Hình 2.19 gắn mạch hai pha chạm 40 Hình 2.20 gắn mạch ba pha chạm 42 Hình 3.1 hình ngu n điện áp cấp cho đư ng d y truy n t i 48 Hình 3.2 iao diện xác định th ng số cho ngu n điện ba pha 49 Hình 3.3 hình đư ng d y truy n t i 51 Hình 3.4 iao diện x y dựng th ng số cho đư ng d y ba pha 52 HVTH: Huỳnh Chí Thanh x GVHD: PGS.TS Trương Việt Anh Luận văn thạc sỹ Hình 3.5 Xây dựng thuật toán xác định vị trí cố lưới truyền tải hình hối ph t i 53 Hình 3.6 iao diện x y dựng th ng số cho hối ph t i 53 Hình 3.7 Sơ đ t nối hối tạo cố 55 Hình 3.8 Sơ đ t nối hối u ch tín hiệu 56 Hình 3.9 Sơ đ t nối c a mạch m hình h a m ph ng 57 Hình 3.10 ưu đ chương trình tính toán cố ngắn mạch 58 Hình 3.11 Lưu đ tính toán vị trí điện trở cố cho chương trình 61 Hình 4.1 K t u tính toán điện trở cố hi vị trí cố thay đ i ngắn mạch pha chạm đất 66 Hình 4.2 K t u tính toán vị trí cố hi điện trở cố thay đ i ngắn mạch pha chạm đất 72 Hình 4.3 K t u tính toán điện trở cố hi vị trí cố thay đ i ngắn mạch hai pha chạm đất 77 Hình 4.4 K t u tính toán vị trí cố hi điện trở cố thay đ i ngắn mạch hai pha chạm đất 82 Hình 4.5 K t u tính toán điện trở cố hi vị trí cố thay đ i ngắn mạch ba pha chạm đất 87 Hình 4.6 K t u tính toán vị trí cố hi điện trở cố thay đ i ngắn mạch ba pha chạm đất 93 Hình 4.7 K t u tính toán điện trở cố hi vị trí cố thay đ i ngắn mạch hai pha chạm 98 Hình 4.8 K t u tính toán vị trí cố hi điện trở cố thay đ i ngắn mạch hai pha chạm 103 Hình 4.9 K t u tính toán điện trở cố hi vị trí cố thay đ i ngắn mạch ba pha chạm 108 Hình 4.10 K t u tính toán vị trí cố hi điện trở cố thay đ i ngắn mạch ba pha chạm 114 Hình 4.11 So sánh sai số tính toán gi a loại cố ngắn mạch 115 HVTH: Huỳnh Chí Thanh xi GVHD: PGS.TS Trương Việt Anh Luận văn thạc sỹ Xây dựng thuật toán xác định vị trí cố lưới truyền tải CHƯƠNG 1: TỔNG UAN 1.1 Đặt vấn đề ng d y truy n t i điện nh ng h u uan tr ng việc đ m b o li n lạc gi a ngu n điện hộ ti u th điện ốc độ phát tri n nhanh ch ng c a hệ thống điện vài th p ỷ ua c ng đ dẫn đ n t ng nhanh v số lư ng đư ng d y truy n t i cấp điện áp c ng t ng chi u dài c a toàn hệ thống heo thống iet am Electricity), lư i điện th iệt c a t p đoàn điện lực iệt am (E am đ - h ng ng ng mở rộng, vươn xa uy m phát tri n, l n mạnh c a ngành inh t m i nh n, đ m b o cung cấp điện ngày tin c y, hiệu u cho phát tri n đất nư c Số liệu thống ngày 18 08 2011: ng chi u dài đư ng d y cấp điện áp c a E tính đ n h t n m 2008: 306.000 m rong giai đoạn 2006-2015, E dự i n phát tri n m i: 3.178 m đư ng d y 500 , 12.659 m đư ng d y 110 , 9.592 m đư ng d y 220 rong uá trình v n hành, đư ng d y truy n t i điện c th g p nh ng cố sét đánh, ngắn mạch, đ t d y, chạm đất, cố t thi t bị, hoạt động sai c a thi t bị hay cố t phía ngư i s d ng, tình trạng uá t i l o h a c a thi t bị Khi x y cố bất ỳ ph n t tr n đư ng d y, b o vệ rơle s tác động tách ph n t bị cố h i hệ thống điện loại tr nh hưởng c a ph n t cố v i ph n t li n h ng bị cố hư v y uá trình nh n dạng, phát hiện, cách ly xác định xác vị trí cố nhanh s giúp cho việc gi m thiệt hại v h i ph c lại ch c l i, độ làm việc bình thư ng c a hệ thống điện, inh t n ng cao đư c độ tin c y cung cấp điện cho hộ ti u th Hiện nay, đ đáp ng v i nhu c u n ng lư ng điện ngày l n hi đất nư c ti n hành c ng nghiệp h a đại h a lư i điện truy n t i đ phát tri n h ng ng ng v số lư ng c ng đư c n ng cấp v chất lư ng h n ng truy n t i Song song v i nhu c u ph i đáp ng đ v số lư ng điện n ng y u HVTH: Huỳnh Chí Thanh GVHD: PGS.TS Trương Việt Anh Luận văn thạc sỹ Xây dựng thuật toán xác định vị trí cố lưới truyền tải c u v chất lư ng điện n ng c ng đư c đ t ngày cao hi thi t bị điện hoạt động li n t c suốt ngày đ m rong uá trình v n hành lư i điện y u c u cấp điện li n t c cho hách hàng y u c u bắt buộc uy nhi n, việc gián đoạn uá trình ph n phối việc bất h háng h ng th tránh đư c hi hệ thống truy n t i g p cố l n v điện ngắn mạch hở mạch tác động b n c y đ , sét đánh làm đ t d y điện Khi đ , y u c u cấp thi t ph i xác định nhanh vị trí cố đ nhanh ch ng cách li hu vực cố, h i ph c chuy n hư ng d ng c ng suất sang phát n hác đ n định cung cấp điện cho hu vực hác y u c u đ t trư c ti n cho trạm u phối iệc s làm gi m đáng th i gian điện c a hệ thống, n ng cao chất lư ng điện n ng cho lư i truy n t i thực nhiệm v này, nhi u phương án gi i pháp đư c đưa đ xác định vị trí cố ngắn mạch Các phương pháp đ đ ph n l n c th thực sau hi hệ thống đ g p cố cách li đoạn cố h i lư i điện truy n t i s d ng thi t bị chuy n d ng đ tạo xung d ng điện ph ng vào lư i điện đ xác định vị trí cố i u s làm th m nhi u th i gian chi phí há l n cho thi t bị u n v n t p trung x y dựng gi i thu t t nối lư i dựa tr n việc nh n giá trị điện áp d ng điện trư c sau cố t thi t bị đo đ c s n trạm u phối 1.2 Nhi t h p v i th ng số hệ thống đ bi t trư c v củ lu n văn u nv n y dựng thu t toán xác định vị trí cố tr n lư i truy n t i c nội dung ch y u: - m uan tr ng c a lu n v n - Ph n loại nh hưởng c a loại cố l n lư i điện truy n t i - y dựng phương trình gi i thu t đ tính toán vị trí cố giá trị điện trở m cố - D ng ph n m m atlab 7.0 m ph ng cho phương pháp đư c đ xuất - K t u nghi n c u c a lu n v n HVTH: Huỳnh Chí Thanh GVHD: PGS.TS Trương Việt Anh Luận văn thạc sỹ 1.3 Ph Xây dựng thuật toán xác định vị trí cố lưới truyền tải vi nghiên cứu - ghi n c u th ng số tr n lư i điện truy n t i - ghi n c u phương pháp tính toán vị trí ngắn mạch đ đư c đ xuất ghi n c u tính toán th ng số nh hưởng c a th ng số l n d ng - điện, điện áp ngắn mạch hi c cố ngắn mạch x y - ghi n c u v loại cố tr n lư i điện truy n t i cách ph n loại dạng cố hi c cố x y xuất gi i thu t xác định vị trí điện trở cố cho cố ngắn mạch - - ưa m hình m ph ng đ đánh giá t u c a gi i thu t xác định vị trí cố đ đ - p d ng 1.4 Ph t u đ ti n đ n i m ch ng t u tr n hệ thống thực t ng pháp nghiên cứu - hu th p tài liệu li n uan đ n đ tài nghi n c u - ghi n c u m hình lư i điện truy n t i hành Các th ng số đư ng truy n t i tr n lư i điện nh hưởng c a th ng số l n hoạt động c a hệ thống điện - y dựng gi i thu t xác định vị trí điện trở cố cho lư i điện truy n t i - Xây dựng m hình m ph ng cho gi i thu t đ ra, t đ ti n hành tính toán xác định trư ng h p c th xuất hi ng d ng vào thực t - Ph n tích t u nh n đư c i n nghị - ánh giá t ng uát toàn lu n v n 1.5 Điể nghị hư ng phát tri n c a đ tài ới củ lu n văn - ìm cách xác đinh th ng số hệ thống cho đư ng d y truy n t i - ưa gi i thu t chương trình m i đ xác định vị trí cố điện trở cố cho mạch cách nhanh ch ng mà h ng c n th m thi t bị ph c tạp hác - p ph n n ng cao chất lư ng hoạt động tin c y cho lư i điện truy n t i HVTH: Huỳnh Chí Thanh GVHD: PGS.TS Trương Việt Anh Luận văn thạc sỹ Xây dựng thuật toán xác định vị trí cố lưới truyền tải - i m thi u th i gian gián đoạn c a hệ thống điện hi cố x y c ng gi m thi u chi phí v n hành c a hệ thống hi g p cố ngắn mạch Giá trị thực ti n củ đề tài y u c u cấp thi t t thực t , gi i thu t đư c đ xuất lu n v n hi áp d ng vào thực t v n hành s g p ph n gi m thi u th i gian điện hi c cố x y ng th i, v i ưu m h ng s d ng th m thi t bị chuy n d ng t b n n n s gi m đư c nhi u chi phí mua sắm trang thi t bị c ng chi phí v n hành cho thi t bị chuy n d ng đáng m i u g p ph n gi m chi phí cho lư i điện uá trình x y dựng c ng v n hành hoạt động hệ thống lư i điện truy n t i Chính v y, đ tài y dựng thu t toán xác định vị trí cố tr n lư i điện truy n t i đư c thực nh m m c đích g p th m gi i pháp h u ích đ n ng cao chất lư ng v n hành cho lư i điện truy n t i c ng việc nghi n c u c a lu n v n: - h n đư c t u t m hình m ph ng cho lư i điện truy n t i v i th ng số lư i thực t - Ứng d ng rộng r i trạm truy n t i hệ thống điện nh m xác định nhanh cố vị trí c a chúng tr n lư i - iúp nhà hoạch định c th m gi i pháp nh m n ng cao độ n định v n hành tốt lư i điện - S d ng làm tài liệu gi ng dạy - iúp cho nhà thi t tài liệu uan tr ng tính toán thi t hệ thống điện hiệu u b ng ph n m m m ph ng hệ thống 1.7 Các nghiên cứu ho học liên qu n C nhi u nghi n c u đư c thực nh ng n m g n đ y nh m m c đích xác định vị trí ngắn mạch cách nhanh ch ng xác c th uy nhi n, nghi n c u ch y u t p trung vào hư ng nghi n c u d ng xung d ng điện bắn vào lư i điện c cố nh m xác định vị trí ngắn mạch Các phương pháp đư c gi i thiệu b n dư i HVTH: Huỳnh Chí Thanh GVHD: PGS.TS Trương Việt Anh Luận văn thạc sỹ - Xây dựng thuật toán xác định vị trí cố lưới truyền tải i i thu t đư c đ xuất đ tính toán xác vị trí cố ngắn mạch c ng điện trở ngắn mạch cho i u cố ngắn mạch thực t - Sai số gi a t u thực t t u tính toán đư c b ng gi i thu t đ xuất có độ sai lệch nh Sai số vị trí ngắn mạch gi a tính toán thực t ho ng 0.9m sai số điện trở ngắn mạch gi a tính toán thực t ho ng 0.075 ohm (tại điện trở 10 ohm) y sai số h ng đáng , hoàn toàn c th chấp nh n đư c đối v i toán xác định vị trí ngắn mạch tr n lư i truy n t i - C mối li n hệ gi a điện trở cố ngắn mạch v i sai số tính toán vị trí ngắn mạch Sai số việc xác định vị trí ngắn mạch s tỉ lệ thu n v i điện trở ngắn mạch guy n nhân điện trở ngắn mạch t ng l n s cho d ng điện ngắn mạch gi m xuống, gi m đòng điện s làm cho việc tính toán g c pha biên độ s c độ sai số cao i u làm t ng sai số hi tính toán vị trí cố HVTH: Huỳnh Chí Thanh 116 GVHD: PGS.TS Trương Việt Anh Luận văn thạc sỹ Xây dựng thuật toán xác định vị trí cố lưới truyền tải CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN 5.1 Các vấn đề đ c thực hi n lu n văn Lu n văn đư đ t đ c t qu nh s u tìm hi u xác định đư c thành ph n tr n lư i điện - truy n t i c ng ngh a th ng số c a thành ph n hệ thống lư i truy n t i điện tìm hi u v nguy n tắc làm việc, m mạnh m y u c a - phương pháp tính toán vị trí điện trở cố đ đư c đ xuất trư c đ y đ đ xuất phương pháp nghi n c u m i lu n v n đ đ c p - xác định đư c tác động c a th ng số c a thành ph n hệ thống điện t i thay đ i c a d ng điện điện áp hi hệ thống g p cố ngắn mạch - ghi n c u c th loại cố ngắn mạch tr n lư i truy n t i, t đ đ xuất đư c phương pháp xác định xác loại cố ngắn mạch hi c cố xuất tr n lư i điện truy n t i - u n v n đ đ xuất đư c phương pháp xác định vị trí cố m i dựa tr n t ng trở hệ thống lư i điện ph n phối - xuất đư c gi i thu t, lưu đ , phương trình tính toán tương ng cho t ng loại cố x y tr n lư i điện - y dựng đư c m hình h a m ph ng tr n n n atlab Simulin đ m ph ng đánh giá gi i thu t xác định vị trí điện trở cố đ đưa th ng ua d liệu hệ thống thu th p đư c giá trị d ng điện điện áp thu đư c th i m x y trư c sau cố ngắn mạch - i t u đạt đư c uá trình m ph ng, phương pháp m i đư c đ xuất đ ch ng minh h n ng xác định xác vị trí cố c ng điện trở cố ngắn mạch cố ngắn mạch c th x y tr n hệ thống truy n t i điện HVTH: Huỳnh Chí Thanh 117 GVHD: PGS.TS Trương Việt Anh Luận văn thạc sỹ Xây dựng thuật toán xác định vị trí cố lưới truyền tải 5.2 Đề nghị h ớng phát triển củ lu n văn - hực tr n hệ thống thực đ đánh giá u thực ti n Dựa vào t u thu đư c cách hiệu t u thu đư c m ph ng, x y dựng hệ thống thực t - ghi n c u phương án thu nh n xác giá trị d ng điện điện áp t c th i c a d ng điện điện áp vị trí đ u ngu n điện - y dựng gi i thu t dự báo ph t i xác đ phương pháp xác định điện trở vị trí cố th m đáng tin c y - ấn đ h nhi u hài b c cao sinh hi c g p m t c a điện trở h uang, đ xuất n ng cấp gi i thu t l c hài b ng l c urrier thay cho l c th ng thấp đ n ng cao độ xác c a th ng số thu nh n đư c - t thu đư c ua nghi n c u v l thuy t c ng thực t áp d ng tr n, đ xuất thi t , ch tạo thi t bị xác định vị trí điện trở cố c th áp d ng rộng r i thực t lư i điện hi n HVTH: Huỳnh Chí Thanh 118 GVHD: PGS.TS Trương Việt Anh Luận văn thạc sỹ Xây dựng thuật toán xác định vị trí cố lưới truyền tải TÀI LI U THAM KHẢO [1] Distribution systems fault analysis considering fault resistance estimation Electrical Power and Energy Systems 33 (2011) 1326–1335 [2] Grainger JJ, Stevenson Jr WD Power system analysis New York (USA): McGraw-Hill; 1994 [3] Filomena AD, Resener M, Salim RH, Bretas AS Fault location for underground distribution feeders: an extended impedance-based formulation with capacitive current compensation Int J Electr Power Energy Syst 2009;31(9):489–96 [4] Salim RH, Resener M, Filomena AD, Oliveira KRC, Bretas AS Extended fault location formulation for power distribution systems IEEE Trans Power Deliv 2009;24(2):508–16 [5] Halpin SM, Grigsby LL A comparison of fault calculation procedures for industrial power distribution systems: the past, the present and the future In: Proceedings of the IEEE international conference on industrial technology; 1994 [6] Halpin SM, Grigsby LL, Gross CA, Nelms RM An improved fault analysis algorithm for unbalanced multi-phase power distribution systems IEEE Trans Power Deliv 1994;9(3):1332–8 [7 Anderson PM Analysis of faulted power systems New York (USA): IEEE; 1995 [8] Makram EB, Bou-Rabee MA, Girgis AA Three-phase modeling of unbalanced distribution systems during open conductors and/or shunt fault conditions using the bus impedance matrix Electr Power Syst Res 1987;13(3):173–83 [9] Halpin SM, Grigsby LL Fault analysis of multi-phase unbalanced non radial power distribution systems IEEE Trans Ind Appl 1995;31(3):528–34 [9] Dagenhart J The 40-X ground-fault phenomenon IEEE Trans Ind Appl 2000;36(1):30–2 HVTH: Huỳnh Chí Thanh 119 GVHD: PGS.TS Trương Việt Anh Luận văn thạc sỹ Xây dựng thuật toán xác định vị trí cố lưới truyền tải [10] Waikar DL, Elangovan S, Liew A Fault resistance estimation algorithm for digital distance relaying IEEE Trans Power Deliv 1994;9(3):1375–83 [11] Waikar DL, Elangovan S, Liew A Further enhancements in the symmetrical components based improved fault impedance estimation method Part I Mathematical modeling Electr Power Syst Res 1997;40:189–94 [12] Waikar DL, Elangovan S, Liew A Fast and accurate parameter estimation algorithm for digital distance relaying Electr Power Syst Res 1998;40:53–60 [13] Samantaray SR, Dash PK, Upadhyay SK Adaptive Kalman filter and neural network based high impedance fault detection power distribution networks Int J Electr Power Energy Syst 2009;31(4):167–72 [14] Samantaray SR, Dash PK A novel distance protection scheme using timefrequency analysis and pattern recognition approach Int J Electr Power Energy Syst 2007;29(2):129–37 [15] The Mathworks Inc Mathworks Matlab [16] Kersting WH Radial distribution test feeders In: Proceedings of the power engineering society winter meeting, vol 2; 2001 p 908–12 [17] Prikler L, Hoidalen HK Atpdraw version 3.5 users manual: preliminary release no 1; 2002 [18] Filomena AD, Salim RH, Resener M, Bretas AS Ground distance relaying with fault resistance compensation for unbalanced systems IEEE Trans Power Deliv 2008;23(3):1319–26 [19] Kersting WH Distribution system modeling and analysis Boca Raton (USA): CRC Press; 2002 [20] Lin YH, Liu CW A new DFT-based phasor computation algorithm for transmission line digital protection In: Proceedings of the IEEE/PES transmission and distribution conference and exhibition 2002: Asia Pacific, vol 3; 2002 p 1733–37 [21] IEEE guide for determining fault location on AC transmission and distribution lines IEEE standard C37.114; June 2005 HVTH: Huỳnh Chí Thanh 120 GVHD: PGS.TS Trương Việt Anh Luận văn thạc sỹ Chương trình Xây dựng thuật toán xác định vị trí cố lưới truyền tải PH L C clear clc a=1*exp(j*2*pi/3); % he so euler Ts=1e-5; Udm=22e3; Fdm=50; % thoi gian cua mot buoc mo phong % dien ap dinh muc la 22KV % tan so co ban f=50Hz % xay dung cac thong so duong day va phu tai global length_line length_line =20; % chieu dai cua doan day truyen tai % xay dung tong tro day dan- day truyen tai R_line=[0.012, 0.039]; % dien tro thuan va nghich cua day L_line=[0.048/(100*pi),0.144/(100*pi)]; % khang tro thuan, nghich cua day z1=R_line(1)+i*L_line(1)*100*pi; z0=R_line(2)+i*L_line(2)*100*pi; zs=1/3*z0+2/3*z1; zm=1/3*(z0-z1); % tong tro thu tu thuan % tong tro thu tu khong % tong tro tu than cua day % tong tro tuong ho cua day global zline zline2p % bien toan cuc, co the dung chung cho cac function zline=[zs zm zm;zm zs zm; zm zm zs]; % ma tran tong tro day dan zline2p=[zm zs zm; zm zm zs;zs zm zm]; %xay dung thong so cho phu tai load=8e6+6e6i; % phu tai nut co: P=8MW, Q=6MVAr zs=Udm^2/(real(load)-i*imag(load)); global zload zload=[zs 0;0 zs 0;0 zs]; % ma tran tong tro phu tai distance=15; dtnma=7; % nhap gia tri dien tro ngan mach cho mach mo phong dtnmb=9; dtnmc=8; dtnmg=9; sim('fault_location'); global ibd kt=0.08*1e5; % chon thoi gian truoc su co (t=0.08s) ibd=[i1(kt,1); i1(kt,2); i1(kt,3)]; % dong dien truoc su co kt=0.4*1e5; % chon thoi gian sau su co (t=0.4s) global isc vsc isc=[i1(kt,1); i1(kt,2); i1(kt,3)]; vsc=[u1(kt,1); u1(kt,2); u1(kt,3)]; %xxxxxxxxxxxxxxxxxx % tinh toan cac he so m1,m2,m3,m4 global m1 m2 m3 m4 m1=real(zline)*real(isc)-imag(zline)*imag(isc); HVTH: Huỳnh Chí Thanh 121 GVHD: PGS.TS Trương Việt Anh Luận văn thạc sỹ Xây dựng thuật toán xác định vị trí cố lưới truyền tải m2=real(zline)*imag(isc)+imag(zline)*real(isc); % doi voi m3 va m4: m3(1),m3(2),m3(3) tuong ung voi cac truong hop ngan % mach pha ab,bc,ca m3=(real(zline)-real(zline2p))*real(isc)-(imag(zline)imag(zline2p))*imag(isc); m4=(real(zline)-real(zline2p))*imag(isc)+(imag(zline)imag(zline2p))*real(isc); %xxxxxxxxxxxxxxxxxx %xxxxxxxxxxxxxxxxxx % goi chuong trinh xac dinh loai su co loaisuco=fault_type(); %xxxxxxxxxxxxxxxxxx %xxxxxxxxxxxxxxxxxx % tuong ung voi moi loai su co se goi chuong trinh tuong ung de tinh % toan vi tri ngan mach va dien tro ngan mach tuong ung if loaisuco==1 % pha a cham dat [fault_location, fault_resistor]=one_phase(1); end if loaisuco==2 % pha b cham dat [fault_location, fault_resistor]=one_phase(2); end if loaisuco==3 % pha c cham dat [fault_location, fault_resistor]=one_phase(3); end if loaisuco==4 % pha a b cham dat [fault_location, fault_resistora,fault_resistorb,fault_resistorg]=two_phase_ground(1,2); end if loaisuco==5 % pha a c cham dat [fault_location, fault_resistora,fault_resistorc,fault_resistorg]=two_phase_ground(1,3); end if loaisuco==6 % pha b c cham dat [fault_location, fault_resistorb,fault_resistorc,fault_resistorg]=two_phase_ground(2,3); end if loaisuco==7 % ba pha cham va cham dat [fault_location, fault_resistora,fault_resistorb,fault_resistorc]=three_phase_ground(); end if loaisuco==8 % pha a b cham [fault_location, fault_resistor]=two_phase(1,2); end if loaisuco==9 % pha c a cham [fault_location, fault_resistor]=two_phase(3,1); end HVTH: Huỳnh Chí Thanh 122 GVHD: PGS.TS Trương Việt Anh Luận văn thạc sỹ Xây dựng thuật toán xác định vị trí cố lưới truyền tải if loaisuco==10 % pha b c cham [fault_location, fault_resistor]=two_phase(2,3); end if loaisuco==11 % ba pha cham va khong cham dat [fault_location, fault_resistora,fault_resistorb,fault_resistorc]=three_phase(); end %xxxxxxxxxxxxxxxxxx %xxxxxxxxxxxxxxxxxx % bao da mo phong xong plot(1,2,'*') %xxxxxxxxxxxxxxxxxx % ket thuc mo phong Chương trình xác định loại cố function loaisuco=fault_type() %xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx % day la chuong trinh xac dinh loai su co ngan mach bang cach so sanh giua % dong dien truoc va sau su co co nguyen tac viec xac dinh loai % su co: % 1-dua vao dong thu tu khong cua he thong: dong thu tu khong bang tong % cua cac dong dien (ia+ib+ic) khac khong chung to co hien tuong ngan mach % cham dat xay Con nguoc lai, se xet den nguyen tac % 2-dua vao su gia tang dot bien cua dong dien cac pha: pha nao tang gap % 1.5 lan dong dien truoc cua no thi coi nhu pha dang gap su co %xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx global isc ibd loaisuco=0; ia0=abs(ibd(1)); ib0=abs(ibd(2)); ic0=abs(ibd(3)); ia1=abs(isc(1)); ib1=abs(isc(2)); ic1=abs(isc(3)); i0=isc(1)+isc(2)+isc(3); % chap nhan dong i0 xuat hien mach, nhien no phai nho hon 5A, %khi dong dien i0>5A ta xem nhu chung ngan mach cham dat if abs(i0)>5 && ia1>1.5*ia0 && ib15 loaisuco=5; end if abs(i0)>5 loaisuco=6; end if abs(i0)>5 loaisuco=7; end if abs(i0)1.5*ib0 && ic1>1.5*ic0 %ngan mach pha cham dat && ia11.5*ic0 % pha b,c cham && ia1>1.5*ia0 && ib1>1.5*ib0 && ic1>1.5*ic0 % ba pha cham va khong cham dat Chương trình xác định vị trí cố điện trở cố cho cố ngắn mạch pha chạm đất function [fault_location, fault_resistor]=one_phase(x) %xxxxxxxxxxxxxxxx % day la chuong trinh xac dinh dien tro ngan mach va dien tro ngan mach cho % dang su co ngan mach pha cham dat %xxxxxxxxxxxxxxxx global isc ibd vsc m1 m2 zline zload length_line iload=ibd; k=2; step=50; % so vong lap de xac dinh dien tro va vi tri ngan mach fl=zeros(1,step); % ma tran chua cac gia tri vi tri qua cac vong lap rsc= zeros(1,step); % ma tran chua cac gia tri dien tro qua cac vong lap while k[...]... thạc sỹ Xây dựng thuật toán xác định vị trí sự cố trên lưới truyền tải - 2.2.1 ác ạng ngắn mạch trong l ới điện truy n tải , ô 2.2.1.1 g n ạch HVTH: Huỳnh Chí Thanh t pha chạ đ t 16 GVHD: PGS.TS Trương Việt Anh Luận văn thạc sỹ Xây dựng thuật toán xác định vị trí sự cố trên lưới truyền tải : Hình 2.7 ạng sóng ng điện khi có sự cố ngắn mạch một pha chạm đất Hình 2.8 ạng sóng điện áp khi có sự cố ngắn... sóng Xây dựng thuật toán xác định vị trí sự cố trên lưới truyền tải ng điện khi có sự cố ngắn mạch hai pha chạm nhau Hình 2.12 ạng sóng điện áp khi có sự cố ngắn mạch hai pha chạm nhau 2.2.1.4 g n ạch a pha HVTH: Huỳnh Chí Thanh 20 GVHD: PGS.TS Trương Việt Anh Luận văn thạc sỹ Xây dựng thuật toán xác định vị trí sự cố trên lưới truyền tải - - : Hình 2.13 ạng sóng HVTH: Huỳnh Chí Thanh ng điện khi có sự. .. sự cố ngắn mạch ba pha 21 GVHD: PGS.TS Trương Việt Anh Luận văn thạc sỹ Xây dựng thuật toán xác định vị trí sự cố trên lưới truyền tải Hình 2.14 ạng sóng điện áp khi có sự cố ngắn mạch ba pha 2.2.2 ách ác định các ạng ngắn mạch trong l ới truy n tải K nào t trong b ảng HVTH: Huỳnh Chí Thanh 22 GVHD: PGS.TS Trương Việt Anh Luận văn thạc sỹ Xây dựng thuật toán xác định vị trí sự cố trên lưới truyền tải. .. Trương Việt Anh Luận văn thạc sỹ Xây dựng thuật toán xác định vị trí sự cố trên lưới truyền tải 2.2.1.2 g n ạch hai pha chạ đ t : Hình 2.9 ạng sóng HVTH: Huỳnh Chí Thanh ng điện khi có sự cố ngắn mạch hai pha chạm đất 18 GVHD: PGS.TS Trương Việt Anh Luận văn thạc sỹ Xây dựng thuật toán xác định vị trí sự cố trên lưới truyền tải Hình 2.10 ạng sóng điện áp khi có sự cố ngắn mạch hai pha chạm đất 2.2.1.3... sỹ Xây dựng thuật toán xác định vị trí sự cố trên lưới truyền tải nhân Hình 2.3 Thủy điện Đak mi 4 HVTH: Huỳnh Chí Thanh 12 GVHD: PGS.TS Trương Việt Anh Luận văn thạc sỹ 2.1.2 Xây dựng thuật toán xác định vị trí sự cố trên lưới truyền tải ệ thống truy n tải điện n ng 110KV, 220KV, 500KV Km Hình 2.4 Đ HVTH: Huỳnh Chí Thanh ng 13 y 500KV bắc nam GVHD: PGS.TS Trương Việt Anh Luận văn thạc sỹ 2.1.3 Xây dựng. .. thống truy n dẫn c n xác định HVTH: Huỳnh Chí Thanh 9 GVHD: PGS.TS Trương Việt Anh Luận văn thạc sỹ Xây dựng thuật toán xác định vị trí sự cố trên lưới truyền tải CHƯƠNG 2: CƠ SỞ Lụ THUYẾT 2.1 H th ng đi n và các thành ph n c n củ h th ng đi n - - , HVTH: Huỳnh Chí Thanh 10 GVHD: PGS.TS Trương Việt Anh Luận văn thạc sỹ Xây dựng thuật toán xác định vị trí sự cố trên lưới truyền tải nh 2.1 2.1.1 h nh... Luận văn thạc sỹ 2.1.3 Xây dựng thuật toán xác định vị trí sự cố trên lưới truyền tải ệ thống ti u th điện n ng Hình 2.5 nấu th p b ng điện K 2.2 Ng n ch trong h th ng đi n HVTH: Huỳnh Chí Thanh 14 GVHD: PGS.TS Trương Việt Anh Luận văn thạc sỹ Xây dựng thuật toán xác định vị trí sự cố trên lưới truyền tải h Hình 2.6 Sự cố ngắn mạch o c nh c y mắc tr n l ới điện truy n tải HVTH: Huỳnh Chí Thanh 15 GVHD:... Trương Việt Anh Luận văn thạc sỹ Xây dựng thuật toán xác định vị trí sự cố trên lưới truyền tải π 2.3.1 Điện kháng t ng h của hệ thống truy n tải điện X w lên I 21 ) I1 I 21  k.I1 U 21  I 21.Z 22  k.I1 Z 22  I1 k.Z 22  2.1 22 T h HVTH: Huỳnh Chí Thanh 25 GVHD: PGS.TS Trương Việt Anh Luận văn thạc sỹ Xây dựng thuật toán xác định vị trí sự cố trên lưới truyền tải Hình 2.15 Tổng trở tự th n... 2.3.3 Xây dựng thuật toán xác định vị trí sự cố trên lưới truyền tải a tr n tổng trở của ph tải ba pha nên Z s Z   0  0 0 Zs 0 0 0  Z s  2.10  lên U2 U2 S Z  Z S U m u 2 U dm P  jQ Zm  0 2.11 ZS  2.4 Gi i thu t ác định vị tr sự c và đi n tr sự c trong l ới đi n tru ền t i HVTH: Huỳnh Chí Thanh 28 GVHD: PGS.TS Trương Việt Anh Luận văn thạc sỹ Xây dựng thuật toán xác định vị trí sự cố. .. củ lu n văn - xuất một phương pháp xác định vị trí sự cố m i dựa tr n t ng trở hệ thống lư i điện truy n t i - y dựng một gi i thu t xác định vị trí sự cố dựa tr n các th ng số d ng điện và điện áp đo đư c tr n tại đi m đ u lư i điện truy n t i - y dựng gi i pháp xác định vị trí sự cố c th hoạt động hi lư i điện đang v n hành - y dựng gi i pháp xác định vị trí sự cố sao cho h ng ph i d ng th m các