ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

TRƯƠNG THANH TRƯỜNG

PHÂN TÍCH, ỨNG DỤNG HỆ THỐNG ĐỊNH VỊ
SỰ CỐ BẰNG PHƯƠNG PHÁP SÓNG LAN TRUYỀN (TWF)
CHO LƯỚI ĐIỆN CÔNG TY TRUYỀN TẢI ĐIỆN 2

Chuyên nghành: Kỹ thuật điện
Mã số:

60.52.02.02

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

Người hướng dẫn khoa học: GS.TS. LÊ KIM HÙNG

Đà Nẵng - Năm 2018


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 chưa từng được ai
công bố trong bất kỳ công trình nào khác.
Tác giả luận văn

Trương Thanh Trường


MỤC LỤC

MỞ ĐẦU ....................................................................................................................... 1
CHƯƠNG 1: CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH ĐIỂM SỰ CỐ VÀ CÁC YẾU
TỐ ẢNH HƯỞNG ........................................................................................................ 4
1.1 TỔNG QUAN VỀ LƯỚI ĐIỆN CÔNG TY TRUYỀN TẢI ĐIỆN 2 (PTC2)..........4
1.2 PHƯƠNG THỨC BẢO VỆ ĐƯỜNG DÂY VÀ CHỨC NĂNG ĐỊNH VỊ SỰ CỐ
............................................................................................................................. 4
1.2.1 Chức năng định vị sự cố trong rơle khoảng cách Siemens 7SA522 sử
dụng trên lưới điện PTC2 ......................................................................................... 5
1.2.2 Chức năng định vị sự cố trong rơle so lệch dọc Siemens 7SD522 sử dụng
trên lưới điện PTC2 ................................................................................................. 7
1.3 CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN ĐẶC TÍNH LÀM VIỆC VÀ NHẬN DẠNG
SỰ CỐ CỦA RƠLE KHOẢNG CÁCH (RZ) ............................................................... 8
1.3.1 Ảnh hưởng của điện trở sự cố đến vùng làm việc của rơle RZ ................. 8
1.3.2 Ảnh hưởng sai số BI, BU đến thông số đo lường của rơ le .................... 11
1.3.3 Ảnh hưởng của thông số đường dây đến đặc tính làm việc của rơle ....... 12
1.3.4 Ảnh hưởng của sóng hài đến sự làm việc của rơle ................................ 13
1.3.5 Ảnh hưởng của tụ bù dọc đến sự làm việc của rơle RZ ........................ 14
1.3.6 Ảnh hưởng của kiểu cột điện và việc đảo pha không đầy đủ ................. 16
1.3.7 Ảnh hưởng tương hỗ của đường dây song song .................................... 16
1.3.8 Nhận xét đánh giá ............................................................................... 17
1.4 KẾT LUẬN CHƯƠNG..........................................................................................17
CHƯƠNG 2: ĐỊNH VỊ ĐIỂM SỰ CỐ BẰNG PHƯƠNG PHÁP SÓNG LAN
TRUYỀN......................................................................................................................18
2.1 MỞ ĐẦU................................................................................................................18
2.2 CÁC THÔNG SỐ VỀ SÓNG TRÊN ĐƯỜNG DÂY TẢI ĐIỆN..........................19
2.2.1 Các thông số trên đường dây tải điện dài ............................................. 19
2.2.2 Sóng phản xạ và khúc xạ - quy tắc Petersen ........................................ 19
2.3 PHÂN TÍCH PHƯƠNG PHÁP ĐỊNH VỊ SỰ CỐ BẰNG SÓNG LAN TRUYỀN
(TWF: TRAVELING WAVE FAULT) ....................................................................... 20
2.3.1 Phương pháp định vị sự cố bằng sóng lan truyền .................................. 20

2.3.2 Phương pháp định vị sự cố của hãng Kinkei SFL-2000 ......................... 23
2.3.3 Phương pháp định vị sự cố của hãng SEL411L-1 ................................ 27


2.3.4 Nhận xét đánh giá .............................................................................. 30
2.4 ỨNG DỤNG PHƯƠNG PHÁP ĐỊNH VỊ SỰ CỐ BẰNG SÓNG LAN TRUYỀN
(TWF) CHO LƯỚI ĐIỆN PTC2. ................................................................................. 31
2.4.1 Đặc điểm công tác quản lý vận hành lưới điện PTC2 ........................... 31
2.4.2 Sơ đồ nguyên lý hệ thống định vị sự cố bằng phương pháp sóng lan
truyền (TWF) ........................................................................................................ 32
2.4.3 Thiết bị phần cứng ............................................................................. 33
2.4.4 Phần mềm.......................................................................................... 36
2.4.5 Quản lý vận hành và khai thác hệ thống .............................................. 40
2.5 KẾT LUẬN CHƯƠNG..........................................................................................41
CHƯƠNG 3: ỨNG DỤNG PHẦN MỀM MATLAB-SIMULINK MÔ PHỎNG
XÁC ĐỊNH ĐIỂM SỰ CỐ..........................................................................................42
3.1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ PHẦN MỀM MATLAB - SIMULINK ĐỂ MÔ
PHỎNG HỆ THỐNG ĐIỆN...................................................................................42
3.1.1 Giới thiệu về Matlab-Simulink ........................................................... 42
3.1.2 Giới thiệu về công cụ mô phỏng lưới điện ........................................... 43
3.2 MÔ PHỎNG CHO MỘT SỐ ĐƯỜNG DÂY TẢI ĐIỆN TẠI TRẠM BIẾN ÁP
500KV DỐC SỎI.......................................................................................................... 45
3.2.1 Xây dựng mô hình đường dây để đánh giá định vị sự cố theo phương
pháp tổng trở .................................................................................................... .....48
3.2.2 Xây dựng mô hình đường dây để đánh giá định vị sự cố theo phương
pháp sóng lan truyền (TWF)................................................................................... 48
3.2.3 Kết quả mô phỏng định vị sự cố theo phương pháp tổng trở trên rơle
Siemens 7SA522 và sóng lan truyền cho đường dây 220kV Dốc Sỏi/276 - Tam
Kỳ/272 .................................................................................................................. 50
3.2.4 Kết quả mô phỏng định vị sự cố theo phương pháp tổng trở trên rơle

Siemens 7SA522 và sóng lan truyền cho đường dây 500kV Dốc Sỏi/574 – Đà
Nẵng/576 .............................................................................................................. 56
3.3 NHẬN XÉT KẾT QUẢ MÔ PHỎNG...................................................................62
3.4 KẾT LUẬN CHƯƠNG..........................................................................................63
KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN .................................................................64
DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ
TÀI LIỆU THAM KHẢO
QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI LUẬN VĂN THẠC SĨ (BẢN SAO)


TÓM TẮT LUẬN VĂN

PHÂN TÍCH, ỨNG DỤNG HỆ THỐNG ĐỊNH VỊ SỰ CỐ BẰNG PHƯƠNG
PHÁP SÓNG LAN TRUYỀN CHO LƯỚI ĐIỆN CÔNG TY TRUYỀN TẢI ĐIỆN 2
Học viên : Trương Thanh Trường
Mã số: 60520202
Khóa: K34

Chuyên ngành : Kỹ thuật điện
Trường Đại học Bách khoa – ĐHĐN

Tóm tắt – Ứng dụng công nghệ định vị sự cố bằng phương pháp sóng lan truyền cho lưới
điện truyền tải giải quyết được vấn đề mà phương pháp tổng trở hiện tại chưa đáp ứng được,
đó là làm sao xác định nhanh chóng, chính xác vị trí sự cố trên đường dây truyền tải điện với
sai số không quá ± 0.5km. Do đặc thù của lưới điện truyền tải là các đường dây có chiều dài
tương đối lớn, đi qua địa hình phức tạp cho nên việc xác định chính xác vị trí sự cố giúp
giảm được thời gian ngừng vận hành của đường dây để khắc phục sự cố và giảm chi phí vận
hành đường dây khi xử lý sự cố. Các sự cố trên lưới thường thoáng qua nên việc xác định
chính xác vị trí sự cố cho phép thực hiện các giải pháp ngăn ngừa (như thay thế các chuỗi sứ
bị phóng điện, cắt tỉa các cây cao ngoài hành lan có thể vị phạm khoảng cách khi có tác động

của gió...). Luận văn này phân tích, đánh giá bộ định vị sự cố theo phương pháp sóng lan
truyền kiểu D áp dụng cho đường dây truyền tải điện sử dụng phần mềm Matlab - Simulink
để mô phỏng so sánh với phương pháp tổng trở trên rơle Siemens 7SA và kết quả tiềm kiếm
thực tế. Kết quả mô phỏng chỉ ra rằng phương pháp sóng lan truyền (kiểu D) cho kết quả
định vị sự cố với sai số rất bé và có thể áp dụng tốt cho lưới điện Công ty Truyền tải điện 2.
Từ khóa: Sóng lan truyền, Tổng trở, Truyền tải điện, Định vị sự cố, Matlab Simulink.

APPLICATION ANALYSIS OF THE FACTORIES OF THE TRANSMISSION
SYSTEM OF THE POWER TRANSMITION COMPANY NO.2
Abstract – Applying travelling wave fault location technology to the transmission grid
solves the problem by the method of measuring the impedance has not met yet, namely: fast,
accurate identification of fault location on the transmission line with a tolerance of no more
than ± 0.5 meters. With the characteristics of the transmission grid is relatively large length
lines, passing through the complex terrain, so the precise location of the incident can help
reduce the time to stop operation of the line to overcome. Incident and reduced line operating
costs when troubleshooting. Precise determination of the location of these faults enables
carrying out preventive works (e.g. replacement of insulators, pruning tall trees in addition to
orchids can distort distances when exposed to the wind...) in order to prevent permanent
faults. This dissertation analyzes and evaluates fault locators using traveling wave method
type D applied to power transmission lines using Matlab - Simulink software to simulate
comparisons with the method of impedance matching on Siemens 7SA relays and the actual
search results. The simulation results show that the traveling wave method (type D) results in
problem location with very small error and can be applied well to power transmission no 2.
Keywords: Travelling wave; Impedance; Transmission grid; Fault location; Matlab
Simulink.


DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
STT Chữ viết tắt
1

BI
2
BU
3
BCT
4
F21
5
F27
6
F50BF
7
F59
8
F67
9
F74
10
F87L
11
F85
12
FL
13
RZ
14
GPS
15
IP
16

LAN
17
MC
18
PTC2
20
QCVN
21
SCADA
22
TWF
23
WT
24
WAN

Nguyên nghĩa
Máy biến dòng điện
Máy biến điện áp
Bộ Công thương
Bảo vệ khoảng cách
Bảo vệ kém áp
Bảo vệ chống hư hỏng máy cắt
Bảo vệ quá áp
Bảo vệ quá dòng có hướng
Rơle giám sát mạch cắt
Bảo vệ so lệch dọc đường dây
Bảo vệ cao tần.
Định vị sự cố
Rơle tổng trở

Đồng bộ thời gian
Địa chỉ mạng
Mạng cục bộ
Máy cắt
Công ty Truyền tải điện 2
Quy chuẩn Việt Nam
Hệ thống giám sát, điều khiển và thu thập dữ liệu
Sóng lan truyền
Phân tích Wavelet
Mạng kết nối các mạng LAN


DANH MỤC CÁC BẢNG
Số hiệu
Bảng 3.1
Bảng 3.2
Bảng 3.3
Bảng 3.4
Bảng 3.5
Bảng 3.6
Bảng 3.7
Bảng 3.8
Bảng 3.9
Bảng 3.10
Bảng 3.11
Bảng 3.12
Bảng 3.13
Bảng 3.14
Bảng 3.15
Bảng 3.16


Bảng 3.17
Bảng 3.18

Tên bảng
Thuật toán định vị sự cố sử dụng dữ liệu đo tại một đầu trên rơle
Siemens 7SA522
Thông số mô phỏng cho đường dây 220kV Dốc Sỏi/276 Tam Kỳ/272
Kết quả mô phỏng sự cố chạm đất 01 pha đường dây 220kV
Dốc Sỏi/276 -Tam Kỳ/272, RF = 10, 20, 30[Ω], tải bình thường
Kết quả mô phỏng sự cố 02 pha đường dây 220kV Dốc Sỏi/276
-Tam Kỳ/272, RF = 10, 20, 30[Ω], tải bình thường
Kết quả mô phỏng sự cố chạm đất 02 pha đường dây 220kV
Dốc Sỏi/276 -Tam Kỳ/272, RF = 10, 20, 30[Ω], tải bình thường
Kết quả mô phỏng sự cố 03 pha đường dây 220kV Dốc Sỏi/276
-Tam Kỳ/272, RF = 10, 20, 30[Ω], tải bình thường
Kết quả mô phỏng sự cố chạm đất 01 pha đường dây 220kV
Dốc Sỏi/276 -Tam Kỳ/272, RF = 10, 20, 30[Ω], tải tăng cao
Kết quả mô phỏng sự cố 02 pha đường dây 220kV Dốc Sỏi/276
-Tam Kỳ/272, RF = 10, 20, 30[Ω], tải tăng cao
Thông số mô phỏng cho đường dây 500kV Dốc Sỏi/574 Đà Nẵng/576
Kết quả mô phỏng sự cố chạm đất 01 pha đường dây 500kV
Dốc Sỏi/574 - Đà Nẵng/576, RF =10, 20, 30[Ω], tải bình thường
Kết quả mô phỏng sự cố 02 pha đường dây 500kV Dốc Sỏi/574
- Đà Nẵng/576, RF =10, 20, 30[Ω], tải bình thường
Kết quả mô phỏng sự cố chạm đất 02 pha đường dây 500kV
Dốc Sỏi/574 - Đà Nẵng/576, RF =10, 20, 30[Ω], tải bình thường
Kết quả mô phỏng sự cố 03 pha đường dây 500kV Dốc Sỏi/574
- Đà Nẵng/576, RF =10, 20, 30[Ω], tải bình thường
Kết quả mô phỏng sự cố chạm đất 01 pha đường dây 500kV

Dốc Sỏi/574 - Đà Nẵng/576, RF =10, 20, 30[Ω], tải tăng cao
Kết quả mô phỏng sự cố 02 pha đường dây 500kV Dốc Sỏi/574
- Đà Nẵng/576, RF =10, 20, 30[Ω], tải tăng cao
Kết quả mô phỏng sự cố chạm đất 01 pha đường dây 500kV
Dốc Sỏi/574 - Đà Nẵng/576, RF =10, 20, 30[Ω], tải bình thường
và có tụ
Kết quả mô phỏng sự cố chạm đất 01 pha đường dây 500kV
Dốc Sỏi/574 - Đà Nẵng/576, RF =10, 20, 30[Ω], tải tăng cao
và có tụ
Kết quả xác định vị trí sự cố trên rơle khoảng cách và tìm kiếm
thực tế tại TBA 500kV Dốc Sỏi

Trang
47
50
53
53
54
54
55
55
56
59
59
60
60
61
61
62


62
63


DANH MỤC CÁC HÌNH
Số hiệu

Tên hình

Trang

Hình 1.1
Hình 1.2
Hình 1.3
Hình 1.4
Hình 1.5
Hình 1.6
Hình 1.7
Hình 1.8
Hình 1.9
Hình 1.10
Hình 1.11
Hình 1.12
Hình 1.13

Sơ đồ lưới điện Công ty truyền tải điện 2
Ngắn mạch pha - pha, pha - đất
Thông tin sự cố trên rơle 7SA522
Điện trở sự cố được cung cấp từ 02 nguồn
Đường cong điện áp trên đường dây bị lỗi

Thông tin sự cố trên rơle 7SD522
Sự cố hồ quang pha - pha, pha - đất
Mô tả vùng sự cố trên mặt phẳng tổng trở MhO
Sự cố chạm đất trên đường dây có hai nguồn
Đặc tính từ hóa BI và dòng điện thứ cấp BI khi bão hòa
Độ treo cao, độ võng của dây dẫn
Mạch vòng tổng trở
Hệ số bù tổng trở theo vùng cài đặt trên rơle 7SA522
Kết quả đo dòng sóng hài khi đóng xung kích MBA AT3 Trạm
500kV Dốc Sỏi ngày 05/02/2018
Biểu đồ quan hệ độ méo dạng THDi và Pickup sóng hài bậc 3
Chức năng khóa sóng hài khi đóng xung kích MBA AT3 Trạm
500kV Dốc Sỏi trên rơle so lệch 7UT513 ngày 05/02/2018
Đo tổng trở của đường dây phụ thuộc vào dung lượng và
vị trí bù
Ảnh hưởng của tụ bù dọc đến rơle RZ
Cấu hình treo dây trên cột 500kV và 220kV
Sơ đồ Petersen tính toán truyền sóng giữa hai môi trường
Sơ đồ Petersen khi 2 môi trường có ghép điện dung C và sóng
phản xạ
Bộ định vị sự cố loại A
Bộ định vị sự cố loại B
Bộ định vị sự cố loại C
Bộ định vị sự cố loại D
Bộ định vị sự cố loại E
Thiết bị định vị sự cố hãng Kinkei
Sơ đồ cấu hình định vị sự cố SFL-2000
Phương pháp định vị sự cố

5

6
6
7
7
8
9
9
10
11
12
12
12

Hình 1.14
Hình 1.15
Hình 1.16
Hình 1.17
Hình 1.18
Hình 1.19
Hình 2.1
Hình 2.2
Hình 2.3
Hình 2.4
Hình 2.5
Hình 2.6
Hình 2.7
Hình 2.8
Hình 2.9
Hình 2.10


13
13
14
15
15
16
20
20
21
21
22
22
23
24
24
24


Hình 2.11
Hình 2.12
Hình 2.13
Hình 2.14
Hình 2.15
Hình 2.16
Hình 2.17
Hình 2.18
Hình 2.19
Hình 2.20
Hình 2.21
Hình 2.22

Hình 2.23
Hình 2.24
Hình 2.25
Hình 2.26
Hình 2.27
Hình 2.28
Hình 2.29
Hình 2.30
Hình 2.31
Hình 2.32
Hình 2.33
Hình 3.1
Hình 3.2
Hình 3.3
Hình 3.4
Hình 3.5
Hình 3.6
Hình 3.7
Hình 3.8
Hình 3.9
Hình 3.10
Hình 3.11
Hình 3.12

Thuật toán tính toán xác định vị trí sự cố hãng Kinkei
Phần mềm phân tích tính toán xác định khoảng cách trên máy
tính F/L Server
Định vị điểm sự cố trên bản đồ Map của hãng Kinkei
Thông tin cài đặt trên bộ SFL-2000
Rơle định vị sự cố TWFL SEL411L-1

Sơ đồ cấu hình định vị sự cố TWFL SEL411L-1
Định vị điểm sự cố trên bản đồ Map của hãng Sel
Thông tin cài đặt trên SEL411L-1
Cấu hình hệ thống theo phương pháp sóng lan truyền TWF
Sơ đồ đấu nối tín đầu hiệu vào cho TWF Processing
Sóng sự cố và nhãn thời gian trên thiết bị TWF Processing
Khai báo Device ID và IP
Cấu trúc mạng LAN trong Trạm
Cấu trúc mạng WAN
Sóng sự cố và nhãn thời gian trên thiết bị TWF Processing
Cài đặt thời gian ghi dữ liệu sóng qua Web Service
Bảng kê thông tin ghi nhận sóng vượt ngưỡng trên bộ TWF
Thông tin cài đặt trên Web Server của máy tính FL SYSTEM
Kết quả vị trí lỗi được tính toán tự động trên FL SYSTEM
Dữ liệu sự cố dưới dạng sóng trên FL SYSTEM
Truy xuất dữ liệu quá khứ trên Web Server
Thông tin cảnh báo về các thiết bị trong hệ thống
Biến dòng điện dạng kẹp
Giao diện trên Matlab
Cửa sổ thao tác từ thư viện Simulink
Các khối cơ bản để mô phỏng lưới điện
Khối nguồn điện (Electrical Sources)
Khối các phần tử điệnKhối đo lường
Khối đo lường
Cửa sổ cài đặt thông số mô phỏng trên Simulinks
Mô hình mô phỏng xác định điểm sự cố trên rơle 7SA522
Thiết lập nguồn điện
Thiết lập đường dây
Thiết lập các thông số cho mô phỏng
Mô phỏng mô hình xác định điểm sự cố theo phương pháp sóng

lan truyền

25
26
26
27
28
30
30
30
32
33
34
34
35
35
36
36
37
38
38
39
39
39
41
42
42
43
43
44

44
44
45
45
46
46
48


Hình 3.13
Hình 3.14
Hình 3.13
Hình 3.16
Hình 3.17

Khối biến đổi Clarke’s
Xác định tín hiệu sóng truyền về đầu Dốc Sỏi
Xác định tín hiệu sóng truyền về đầu Tam Kỳ
Xác định tín hiệu sóng truyền về đầu Dốc Sỏi
Xác định tín hiệu sóng truyền về đầu Đà Nẵng

48
51
52
57
58


1


MỞ ĐẦU
1. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI
Công ty Truyền tải điện 2 (PTC2) trực thuộc Tổng Công ty Truyền tải điện Quốc
gia có nhiệm vụ quản lý vận hành các đường dây và Trạm biến áp cấp điện áp 220kV
đến 500kV từ địa bàn tỉnh Kontum cho đến tỉnh Quảng Bình.
Các đường dây truyền tải được trang bị các bảo vệ chính với chức năng khoảng
cách, chức năng so lệch dọc để xác định điểm sự cố, nhưng thực tế cho thấy chức năng
xác định vị trí sự cố trong các rơle trên sai số thường là rất lớn do ảnh hưởng bởi yếu
tố như tổng trở đường dây, điện trở hồ quang tại điểm ngắn mạch, dạng ngắn mạch, sai
số BI, BU...Đường dây cấp điện áp 220kV và 500kV do PTC2 quản lý có chiều dài
tương đối lớn lại đi qua địa hình đồi núi, sông phức tạp nên khi có sự cố gây khó khăn
cho việc tìm kiếm điểm sự cố để xử lý, cũng như tốn khá nhiều thời gian để khôi phục
lại tình trạng vận hành của đường dây.
Theo báo cáo “Đánh giá tình hình vận hành trong năm 2017, mục tiêu nhiệm vụ
của công tác vận hành trong thời gian tới” tại hội nghị quản lý kỹ thuật năm 2018 của
Công ty Truyền tải điện 2, thống kê trong năm 2017 sự cố đường dây 500kVvà 220kV
là 18 vụ chiếm 66,67% tổng số vụ sự cố của PTC2 (so với năm 2016 là 20 sự cố) và
thời gian ngừng cung cấp điện để kiểm tra, xử lý sự cố tương đối lớn (đường dây
500kV khoảng 19 giờ, đường dây 220kV khoảng 27 giờ và chưa kể đến thời gian sự
cố kéo dài do thiên tai).
Do vậy, việc tính toán định vị chính xác điểm sự cố trên đường dây có ý nghĩa rất
lớn, rút giảm bớt thời gian, nhân công và vật lực trong quá trình tìm kiếm và xử lý
điểm sự cố. Hiện nay có nhiều phương pháp để định vị sự cố, tuy nhiên chưa có một
đánh giá đầy đủ. Qua các tài liệu, học viên nhận thấy phương pháp sóng lan truyền
đang triển khai áp dụng tại một số đường dây thuộc lưới điện PTC2 dựa vào việc phân
tích sóng truyền về các đầu đường dây và thời gian sai lệch giữa các xung sự cố ban
đầu và xung phản hồi để định vị điểm sự cố là phương pháp khác biệt hoàn toàn với
phương pháp truyền thống tổng trở. Nhằm nghiên cứu sâu phương pháp định vị sự cố
và đánh giá đầy đủ phương pháp này, góp phần trong việc quản lý vận hành lưới
truyền tải PTC2, học viên chọn đề tài “Phân tích, ứng dụng hệ thống định vị sự cố

bằng phương pháp sóng lan truyền (TWF) cho lưới điện Công ty Truyền tải điện 2”.
2. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VỊ NGHIÊN CỨU
- Đối tượng nghiên cứu của đề tài là lưới điện truyền tải thuộc Công ty Truyền tải
điện 2.
- Phạm vi nghiên cứu của đề tài là ứng dụng phương pháp sóng lan truyền để
định vị sự cố cho các đường dây truyền tải điện thuộc Công ty Truyền tải điện 2.


2
3. MỤC TIÊU VÀ NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU
- Xác định nhanh chóng, chính xác vị trí sự cố trên đường dây.
- Giảm chi phí quản lý vận hành đường dây (do giảm thời gian xử lý sự cố).
- Khôi phục nhanh việc cung cấp điện, nâng cao được độ tin cậy cung cấp điện.
4. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
- Nghiên cứu các tài liệu liên quan đến định vị sự cố theo phương pháp sóng lan
truyền.
-Thu thập số liệu thực tế về sự cố tại PTC2.
- Sử dụng phần mềm Matlab Simulink để mô phỏng.
5. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỂN
5.1 Ý nghĩa khoa học
Hệ thống hóa các phương pháp định vị sự cố và phân tích sâu phương pháp sóng
lan truyền.
5.2 Ý nghĩa thực tiển
Kết quả phân tích đánh giá có thể sử dụng làm tài liệu tham khảo cho bộ phận
quản lý vận hành PTC2 và cho các PTCx khác.
6. BỐ CỤC LUẬN VĂN
Bố cục luận văn gồm có: phần mở đầu, 3 chương nội dung, phần kết luận và
danh mục các tài liệu tham khảo.
Chương 1: Trình bày tổng quan về lưới điện PTC2, nêu phương thức bảo vệ
đường dây và chức năng định vị sự cố trên rơle khoảng cách, rơle so lệch dọc đường

dây do Siemens chế tạo để nhận thấy những điểm tương đồng và hạn chế trong việc
xác định vị trí sự cố.
Trình bày các đặc điểm chính và những vấn đề cần quan tâm trong hệ thống bảo
vệ rơle của hệ thống điện, thông qua việc xem xét các ảnh hưởng của thiết bị đo BU,
BI, thông số đường dây, sóng hài, điện trở sự cố...Các vấn đề được xem xét sẽ tạo điều
kiện cho việc nghiên cứu lựa chọn phương pháp định vị sự cố khác có độ chính xác
cao hơn.
Chương 2: Giới thiệu khái quát các phương pháp định vị sự cố theo phương pháp
sóng lan truyền như loại A, B, C, D, E. Trình bày thiết bị định vị sự cố Kinkei
SFL2000, SEL411L sử dụng phương pháp sóng lan truyền cụ thể trên lưới PTC2, đưa
ra nhận xét và đề xuất cấu hình phù hợp cho lưới PTC2.
Chương 3: Trình bày việc xây dựng mô hình đường dây sử dụng công cụ Matlab
- Simulink để mô phỏng theo phương pháp tổng trở để định vị sự cố sử dụng thuật


3
toán áp dụng trên rơle khoảng cách Siemens 7SA và mô hình theo phương pháp sóng
lan truyền sử dụng phương pháp hai đầu kiểu D để so sánh, đánh giá.
Tổng hợp kết quả mô phỏng theo hai phương tổng trở và sóng lan trền cho một
số đường dây tải điện tại Trạm biến áp 500kV Dốc Sỏi xét đến yếu tố ảnh hưởng như:
dạng sự cố, khoảng cách sự cố, điện trở sự cố, phụ tải, tụ bù.
Cuối cùng, phần kết luận và hướng nghiên cứu tiếp theo: trình bày
tóm tắt các kết quả đạt được của luận văn và nêu ra hướng phát triển tiếp theo của đề
tài cũng như nghiên cứu dự kiến sẽ thực hiện trong tương lai.


4
CHƯƠNG 1

CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH ĐIỂM SỰ CỐ VÀ CÁC

YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG
1.1 TỔNG QUAN VỀ LƯỚI ĐIỆN CÔNG TY TRUYỀN TẢI ĐIỆN 2 (PTC2)
Lưới điện thuộc phạm vi quản lý của Công ty từ cấp điện áp 220kV đến 500kV,
đi qua địa hình chủ yếu là rừng núi phức tạp và ven biển Trung bộ.
 Phạm vi quản lý đường dây gồm:
- ĐZ 500kV: tổng chiều dài 1227,8 km
- ĐZ 220kV: tổng chiều dài 1680,4 km
 Phạm vi quản lý trạm biến áp:
- 03 Trạm biến áp 500kV (3000 MVA)
- 13 Trạm biến áp 220kV (2533 MVA)
 Sơ đồ lưới điện Công ty Truyền tải điện 2 như hình 1.1.
1.2 PHƯƠNG THỨC BẢO VỆ ĐƯỜNG DÂY VÀ CHỨC NĂNG ĐỊNH VỊ SỰ
CỐ
Các đường dây tải điện tại Việt Nam phải tuân thủ theo cấu hình hệ thống rơle
bảo vệ tại QCVN: 2015/BCT “Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia về kỹ thuật điện” [5].
Theo quy định, các trang bị rơle trên đường dây truyền tải điện:
 Đường dây cấp điện áp 500kV (có hai sợi cáp quang độc lập liên kết hai trạm
500kV hai đầu đường dây):
- Bảo vệ chính 1: được tích hợp các chức năng bảo vệ 87L, 21/21N, 67/67N,
50/51, 50/51N, 85, 74.
- Bảo vệ chính 2: được tích hợp các chức năng bảo vệ 87L, 67/67N, 50/51,
50/51N, 79/25, 27/59, 50BF, 85.
- Bảo vệ dự phòng: được tích hợp các chức năng bảo vệ 21/21N, 67/67N, 50/51,
50/51N, 79/25, 27/59, 50BF, 85, 74.
Riêng đường dây chỉ có một sợi cáp quang thì cấu hình chỉ có một bảo vệ chính
và một bảo vệ dự phòng.
 Đường dây cấp điện áp 220kV (có truyền tin bằng cáp quang):
- Bảo vệ chính: được tích hợp các chức năng bảo vệ 87L, 67/67N, 50/51,
50/51N, 50BF, 85, 74.
- Bảo vệ dự phòng: được tích hợp các chức năng bảo vệ 21/21N, 67/67N,

50/51, 50/51N, 79/25, 27/59, 85, 74.
Riêng đường dây không truyền tin bằng cáp quang thì cấu hình bảo vệ chính và
dự phòng giống như bảo vệ dự phòng trong trường hợp có truyền tin bằng cáp quang.



5
1.2.1 Chức năng định vị sự cố trong rơle khoảng cách Siemens 7SA522 sử
dụng trên lưới điện PTC2
Rơle bảo vệ khoảng cách 7SA522 do hãng Siemens sản xuất [9], được trang bị
chức năng định vị điểm sự cố FL nhằm đo đạc khoảng cách từ điểm đặt rơle của trạm
đến điểm sự cố và có bộ nhớ giá trị đo riêng biệt với thuật toán lọc chuyên dụng, chức
năng này có thể được kích hoạt bởi lệnh dừng của bảo vệ ngắn mạch hoặc bởi mỗi lần
phát hiện lỗi. Để xác định được vị trí sự cố cần phải nhập các số liệu về đường dây cho
rơle như: chiều dài đường dây, điện trở, điện kháng thứ cấp thứ tự thuận X0. Nguyên
tắc của chức năng là căn cứ vào các cặp giá trị đo được của dòng điện, điện áp lỗi
(trong khoảng thời gian 1/20 chu kỳ) để tình tính xác định điểm sự cố, theo công thức
[9]:
- Trường hợp sự cố pha-pha. Giả sử ngắn mạch L1- L2, xem hình 1.2a.
.

Z FL1− L 2 =

.

U L1− E − U L 2 − E
.

.


I L1 − I L 2
- Trường hợp sự cố pha-đất. Giả sử ngắn mạch L1- N, xem hình 1.2b.
.

.

(1.1)

.

U L3− E = I L3 . ( RL + JX L ) − I L3 . ( RE + JX E )

(1.2)

.
.

RL 3− E =

U L 3− E
.

.

I L3

IE X
cos (U −  L ) − . . E .cos (U −  E )
XL
I

L3

.
 X E RE  I E
RE X E  I E 
1− 
+
.
.
 . . .cos ( E −  L ) +
RL X L  I. 
 X L RL  I L 3
 L3 
.

(1.3)

.
.

X L 3− E =

U L 3− E
.

I L3

.

IE R

sin (U −  L ) − . . E .sin (U −  E )
RL
I
L3

.
 X E RE  I E
RE X E  I E 
1− 
+
.
.
 . . .cos ( E −  L ) +
RL X L  I. 
 X L RL  I L 3
 L3 
.

Z FL3− E = RL3− E + JX L3− E

(1.4)

(1.5)

Trong đó:
ZFL3-E , ZFL1-L2: tổng trở sự cố pha - đất và pha - pha [Ω].
UL3-E, UL1-E, UL2-E: điện áp ngắn mạch pha L1, L2 L3[KV],
IL1, IL2, IL3, IE: dòng điện ngắn mạch pha L1, L2 L3 và dòng ngắn mạch chạy
trong đất [KA].
φU, φL, φE: góc pha của điện áp pha ngắn mạch, của dòng điện pha ngắn mạch và

dòng điện ngắn mạch chạy trong đất.
RL, RE: điện trở pha ngắn mạch, điện trở đất [Ω]; XL, XE: điện kháng pha ngắn
mạch, điện trở đất [Ω].


6

a. Ngắn mạch pha - pha

b. Ngắn Mạch pha - đất

Hình 1.2: Ngắn mạch pha- pha và pha- đất
 Khoảng cách đến điểm sự cố LF được xác định dựa trên công thức [9]:
x
LF = đo [km]
x1km

(1.6)

Trong đó:
xđo, x1km: điện kháng đo được [Ω] và điện kháng của một đơn vị chiều dài đường
dây [Ω/km].

Hình 1.3: Thông tin sự cố trên rơle Siemens 7SA522
Kết quả xác định được, như hình 1.3:
- Vòng lặp ngắn mạch dùng để xác định tổng trở lỗi.
- Điện kháng lỗi sơ cấp, thứ cấp dưới dạng [Ω].
- Điện trở lỗi sơ cấp, thứ cấp dưới dạng [Ω].
- Khoảng cách đến điểm lỗi bằng [km] hoặc dặm.
- Khoảng cách theo tỷ lệ % của dường dây được tính toán.

Trường hợp điểm sự cố được cung cấp bởi hai nguồn cung cấp thì thông tin về vị
trí lỗi có thể không chính xác, do ảnh hưởng điện áp nạp từ hai đầu đến điểm sự cố
làm cho dòng điện đi qua điện trở sự cố Rhq không còn như trường hợp một nguồn
cung cấp.
Giả sử trường hợp sự cố tại điểm F do hai nguồn cung cấp như hình 1.4.


7
.

Ta có:

Z F 1 + Rhq =

U F1
.

(1.7)

.

I F1 + I F 2
.

Z F 2 + Rhq =

U F2
.

.


I F1 + I F 2

(1.8)

Trong đó:
ZF1, ZF2: Tổng trở sự cố từ nguồn 1, 2.
Rhq: Điện trở hồ quang tại điểm sự cố.
UF1, IF1; UF2, IF2: Điện áp, dòng điện
đo được lúc sự cố tại đầu 1; 2.

Hình 1.4: Điện trở sự cố được cung
cấp từ 02 nguồn

1.2.2 Chức năng định vị sự cố trong rơle so lệch dọc Siemens 7SD522 sử
dụng trên lưới điện PTC2
Chức năng định vị sự cố trên rơle 7SD522 [10] là chức năng tự điều khiển và độc
lập sử dụng các tham số đường dây và đo lường đặt trong các chức năng khác. Khi có
lỗi xãy ra, nó được kích hoạt bởi các chức năng bảo vệ được cung cấp bên trong rơle
7SD522. Đối với đường dây có hai đầu trang bị rơle 7SD522 thì khi có lỗi cả hai đầu
truyền trao đổi các giá trị đo được tại mỗi đầu cho nhau (thông tin về dòng, áp) thông
qua giao diện bảo vệ giúp định vị tương đối chính xác về điểm sự cố.
 Xác định vị trí lỗi sử dụng bộ định vị từ một đầu đường dây: giống phương
pháp tổng trở một đầu 7SA522.
 Xác định vị trí lỗi sử dụng bộ định vị từ hai đầu đường dây:
- Phương pháp này có xem xét đến điện dung và điện trở của đường dây, nó xác
định sự cố dựa trên việc so sánh điện áp
ở hai phía. Đường dây được giả định là
không có nhánh rẽ với dòng điện và điện
áp đã biết ở mỗi đầu, điện áp có thể tính

cho bất kỳ vị trí x nào trên đường dây
(xem hình 1.5) cho cả phía bên phải và
bên trái vì điện áp đặt tại điểm lỗi được
tính toán giống nhau cho cả hai phía,
điểm sự cố sẽ được xác định là điểm giao
của
Hình
1.5:
Đường
cong
điện
áp
trên
đặc tính điện áp hai đầu lỗi.
đường dây bị lỗi


8
Để đơn giản, mô hình đặc tính tuyến tính của điện áp được sử dụng minh họa
như hình 1.5 [10], đặc tính này được tính toán dựa vào giá trị đo được của mỗi đầu về
dòng điện, điện áp và tổng trở trên mỗi đơn vị đường dây.
- Ưu điểm của phương pháp:
+ Xác định đúng vị trí lỗi ngay cả khi có dòng phụ tải chạy trên đường đường
dây kép và trở kháng cao, độ chính xác của vị trí lỗi không bị ảnh hưởng bởi sự cài đặt
không chính xác về giá trị bù trở kháng đất .
+ Phương pháp này ổn định so với ảnh hưởng của một đường dây song song, do
đó không cần phải tính toán song song.
Kết quả xác định được của cả hai phương pháp tương tự như trên 7SA522, xem
hình 1.6:


Hình 1.6: Thông tin sự cố trên rơle Siemens 7SD522
1.3 CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN ĐẶC TÍNH LÀM VIỆC VÀ NHẬN
DẠNG SỰ CỐ CỦA RƠLE KHOẢNG CÁCH (RZ)
Các yếu tố ảnh hưởng đến đặc tính làm việc và nhận dạng sự cố của rơle khoảng
cách có thể kể đến như sau:
- Ảnh hưởng của điện trở sự cố đến vùng làm việc của rơle RZ.
- Ảnh hưởng sai số BI, BU đến thông số đo lường của rơle.
- Ảnh hưởng của thông số đường dây đến đặc tính làm việc của rơle.
- Ảnh hưởng của sóng hài đến sự làm việc của rơle.
- Ảnh hưởng của tụ bù dọc đến sự làm việc của rơle.
- Ảnh hưởng của cấu hình cột điện và việc đảo pha không đầy đủ.
- Ảnh hưởng tương hỗ của đường dây song song.
1.3.1 Ảnh hưởng của điện trở sự cố đến vùng làm việc của rơle RZ
Khi xảy ra sự cố thường kèm theo là phóng điện hồ quang, hồ quang điện có thể
hình thành bắc cầu giữa các pha hoặc trên chuỗi sứ hướng vào trụ điện, do đó điện trở
hồ quang này cũng sẽ được tính vào tổng trở sự cố mà rơle đo được.


9
Điện trở hồ quang phụ thuộc vào độ lớn của dòng điện sự cố và độ dài của hồ
quang theo công thức [4]:

Rarc = 8750.1.4Larc
I

(1.9)

f

Trong đó:

Rarc: điện trở hồ quang [Ω]; If: độ lớn dòng điện sự cố [A].
Larc: chiều dài hồ quang trong trường hợp không có gió [m].
Khi dây dẫn bị đứt và rơi xuống đất thì điện trở tại điểm tiếp xúc với đất phụ
thuộc vào đặc điểm, tính chất của đất. Khi sự cố các pha với nhau điện trở sự cố RF
thường nhỏ và không vượt quá vài ohm [Ω]. Tuy nhiên, khi sự cố liên quan đến đất thì
điện trở sự cố RF lớn hơn nhiều vì điện trở nối đất của cột có thể tới 15 [Ω] thậm chí
cao hơn.
Chiều dài hồ quang ban đầu bằng khoảng
cách từ dây dẫn đến cột hoặc giữa hai dây dẫn,
nhưng nó sẽ tăng và kéo dài do gió thổi ngang
qua do sự đối lưu và truyền sóng điện từ. Công
thức tính RF xác định trong các trường hợp,
xem hình 1.7:
- Sự cố pha - đất: RF = Rarc + RTF
Trong đó, RTF là điện trở chân cột.
- Sự cố pha - pha: RF = Rrac.
1.3.1.1 Xét ảnh hưởng điện trở sự cố
trên đường dây truyền tải có
nguồn cung cấp từ một phía
Hình 1.7: Sự cố hồ quang pha Khảo sát đường dây AB như hình 1.8 có
pha, pha - đất
một nguồn cung cấp từ đầu A bảo vệ khoảng, cách
sử dụng đặc tuyến Mho [12] là vòng tròn đi qua gốc
A, ZL là tổng trở của đường dây AB muốn bảo vệ và
có góc đường dây (φ).
Xét vùng khoảng cách Z1 của F21, khi sự cố tại
điểm F1 trên đường dây AB với điện trở sự cố RF = 0
[Ω], thì tại đầu A rơle F21 đo được giá trị tổng trở sự
cố ứng với đoạn AF1 là ZF. Nếu điện trở sự cố RF > 0
[Ω] thì trổng trở sự cố lúc này ứng với đoạn AN là ZF

+ RF, trong trường hợp này bảo vệ F21 vẫn tác động
trong vùng Z1. Tuy nhiên, nếu giá trị RF lớn hoặc khi

Hình 1.8: Mô tả vùng sự cố
trên mặt phẳng tổng trở Mho


10
ngắn mạch tại điểm F2 thì tổng trở sự cố đo được nằm ngoài vùng khoảng cách Z1 và
bảo vệ sẽ tác động với vùng Z2 với thời gian tZ2 > tZ1, nghĩa là rơle F21 đo sai.
Như vậy, do ảnh hưởng của điện trở sự cố làm tổng trở đo ở đầu cực rơle tăng
lên, rơle tưởng điểm ngắn mạch lùi xa hơn và bảo vệ có thể tác động với thời gian lớn
hơn.
1.3.1.2 Xét ảnh hưởng điện trở sự cố trên đường dây truyền tải có nguồn cung
cấp từ hai phía
Xét trường hợp sự cố pha - đất trên đường dây có hai nguồn cung cấp như hình
1.9, [13].
- Tổng trở tương đương phía đầu A, B:
Z LA = Z A + d .Z L
(1.10)
Z LB = Z B + (1 − d ).Z L

(1.11)

Trong đó:
ZL: tổng trở của đường dây A; ZA, ZB: tổng trở nguồn A, nguồn B.
d: khoảng cách từ thanh góp A đến điểm sự cố F (d=0÷1)
- Dòng điện tổng chạy qua điện trở sự cố RF:
IF = I A +IB


Trong đó:
IA, IB: là dòng điện đo được tại vị trí đặt rơle phía trạm A và phía trạm B.

Hình 1.9: Sự cố chạm đất trên đường dây có hai nguồn
cấp và sơ đồ thay thế
- Điện áp đo được tại thanh góp A trên F21:

(1.12)


11
U RL = U A = d .Z L .I A + RF .( I A + I B )

(1.13)

- Tổng trở bảo vệ của rơle tại đầu A được tính như sau:
Z RL =

UA
I
= d .Z L + RF (1 + B )
IA
IA

(1.14)

Trong đó:
UA, UB: là điện áp đo được tại vị trí đặt rơle phía trạm A và phía trạm B.
I
Do các giá trị dòng điện đều là đại lượng số phức nên thành phần RF (1 + B ) tính

I

A

I

B
toán được cũng có thể là số phức, giả thuyết Z F = RF (1 + ) .
I
A

I

- Nếu IA trùng pha IB hoàn toàn: thì ( B ) sẽ là số thực và ZF chỉ còn thành
I

A

phần điện trở, tổng trở mà rơle đo được sẽ bị sai khác với điện trở của phần đường dây
bị sự cố, tuy nhiên rơle tính toán khoảng cách sự cố dựa theo điện kháng đo được nên
sẽ không bị ảnh hưởng đến độ chính xác.
- Nếu dòng điện IA và IB lệch pha nhau: thì

I
( B)
I
A

sẽ là số phức và ZF đo được


là một tổng trở. Tổng trở ZF bao gồm thành phần điện trở và điện kháng hoặc thành
phần điện trở và điện dung, do vậy thành phần ZF sẽ ảnh hưởng cả tới giá trị điện
kháng của tổng trở ZRL mà rơle đo được, kết quả là khoảng cách tính toán được sẽ bị
sai khác so với thực tế.
1.3.2 Ảnh hưởng sai số BI, BU đến thông số đo lường của rơ le
Các biến áp đo lường như BI và BU luôn có sai số do yếu tố từ dư, tổn hao sắt từ
trong lõi thép, tổn hao dây đồng do vật liệu và công nghệ chế tạo hoặc xuất hiện hiện
tượng cộng hưởng từ do quá ứng suất nhiệt của BU kiểu tụ phân áp làm xuất hiện tín
hiệu nhiễu tần số cao hoặc do BI bị bão hoà khi bị sự cố, xem hình 1.10.
Để lấy tín hiệu đo lường dòng điện, điện áp về rơle bảo vệ cần phải sử dụng các
sợi cáp điện nhị thứ có chiều dài tương đối lớn để đấu nối (do các rơle thường lắp đặt
cách xa vị trí của BI & BU) nên tổng trở tính toán được cũng có sự sai lệch nhất định.

Hình 1.10: Đặc tính từ hóa BI và dòng điện thứ cấp BI khi bão hòa


12
Trên hình 1.10: I Primary là dòng điện sơ cấp; I Secondary là dòng điện thứ cấp
của BI bị méo, nhọn đầu khi BI bão hòa do ngắn mạch; I Diff là dòng điện sai lệch của
hai BI nối đến rơle so lệch.
1.3.3 Ảnh hưởng của thông số đường dây đến đặc tính làm việc của rơle
Thực tế tính toán các thông số đường dây như tổng trở thứ tự thuận, tổng trở thứ
tự không và hệ số hỗ cảm đường dây để tính toán cài đặt cho rơle bảo vệ không thể sát
với giá trị thực tế trên đường dây. Vì vậy khi bảo vệ làm việc lúc có sự cố có thể tác
động sai vùng, không chọn lọc làm ảnh hưởng đến độ tin cậy cung cấp điện cũng như
ổn định hệ thống.
Tổng trở sự cố của đường dây phụ
thuộc vào nhiều yếu tố, trong đó
phải kể đến như kết cấu của cột điện, độ
treo cao của dây dẫn, độ võng, dạng ngắn

mạch pha - pha, ngắn mạch pha - đất,...
như hình 1.11, 1.12a, b.
Vì vậy, trong tính toán giá trị cài
đặt của các hãng sản xuất rơle bảo vệ đều
sử dụng đến hệ số bù tổng trở chạm đất k
cho các thuật toán tổng trở của mình, xem
hình 1.13.

Hình 1.11: Độ treo cao, độ võng của
dây dẫn

a. Mạch vòng tổng trở pha-pha b. Mạch vòng tổng trở pha - đất
Hình 1.12: Mạch vòng tổng trở pha - pha, pha - đất
Công thức xác định hệ số bù [9]:

k=

ZE
ZL

Trong đó: ZE tổng trở thứ tự không, ZL tổng trở thứ tự thuận.

Hình 1.13: Hệ số bù tổng trở theo vùng cài đặt trên rơle 7SA522
đường dây 220kV Dốc Sỏi/267 - Tam kỳ/272

(1.15)


13
Trong hình 1.13, RG/RL hệ số bù điện trở (điện trở thứ tự không/điện trở thứ tự

thuận); XG/XL hệ số bù điện kháng (điện kháng thứ tự không/điện kháng thứ tự thuận.
1.3.4 Ảnh hưởng của sóng hài đến sự làm việc của rơle
Tín hiệu điện trên hệ thống truyền tải có giá trị tần số là 50 Hz hoặc 60 Hz (ở
Việt Nam sử dụng tần số 50 Hz), dạng sóng điện áp do nguồn phát sẽ có dạng thuần
sin biến thiên tuần hoàn theo thời gian. Tuy nhiên, trên hệ thống điện sử dụng nhiều
phụ tải phi tuyến như động cơ (đặc tính bão hoà của vật liệu sắt từ), lõi thép của máy
biến áp (khi đóng điện xung kích máy biến áp hoặc mất tải đột ngột, xem hình 1.14),
các bộ biến đổi công suất (diot, thyristor) của các mạch chỉnh lưu, nghịch lưu,... dòng
điện mà phụ tải không tuyến tính này lại không có dạng thuần sin dẫn đến hiện tượng
méo dạng sóng tín hiệu điện áp tại cực của phụ tải nói trên làm sản sinh sóng hài lan
truyền trong lưới điện có thể gây tác động nhầm cho hệ thống bảo vệ và các phần tử
khác.

Hình 1.14: Kết quả đo dòng sóng hài khi đóng xung kích MBA AT3
Trạm 500kV Dốc Sỏi ngày 05/02/2018
Theo [3], nghiên cứu ảnh hưởng của sóng hài
đến rơle cơ, cụ thể:
- Bảo vệ quá dòng có đặc tính độc lập, như
hình 1.15.
- Kết quả thử nghiệm cho bảo vệ quá dòng có
đặc tính phụ thuộc cũng chịu ảnh hưởng tương tự
như đặc tính độc lập. Nghĩa là giá trị dòng điện tác
động của rơle sẽ tăng khi giá trị dòng sóng hài bậc 3
và trị số THDi tăng, dòng sóng hài ảnh hưởng đến
giá trị dòng điện tác động của rơle làm cho bảo vệ
tác động sai và giảm độ tin cậy cung cấp điện.

Hình 1.15: Biểu đồ quan hệ độ
méo dạng THDi và Ipickup
sóng hài bậc 3 (I3/I1)



14
Ngày nay, trên lưới truyền tải điện hầu hết sử dụng các rơle bảo vệ kỹ thuật số và
được các hãng trang bị các bộ lọc sóng hài nhằm trì hoãn hoặc khóa các bảo vệ khi
xuất hiện các thành phần sóng hài bậc 2, 5,... xem hình 1.16 minh họa.
+ 87 Crossblock by 2. Harmonic: kích hoạt khối khóa sóng hài bậc 2.

Hình 1.16: Chức năng khóa sóng hài khi đóng xung kích MBA AT3 Trạm 500kV
Dốc Sỏi trên rơle so lệch 7UT513 ngày 05/02/2018
1.3.5 Ảnh hưởng của tụ bù dọc đến sự làm việc của rơle RZ
Để giảm cảm kháng của đường dây, tăng giới hạn truyền tải cống suất theo điều
kiện ổn định của hệ thống, để cải thiện việc phân bố điện áp dọc theo chiều dài đường
dây theo công suất khác nhau cũng như giảm tổn thất điện năng người ta thường lắp
nối tiếp vào các đường dây siêu cao áp và đường dây dài các tụ bù dọc [4].
Để thuận tiện trong quản lý vận hành, các tụ bù dọc được ghép nối ở đầu đường
dây (vị trí Trạm biến áp) các dạng sau, xem hình 1.17 a, b, c, d.
Tùy thuộc vào mức độ và vị trí đặt tụ bù mà tổng trở đo được tại các đầu đường
dây sẽ khác nhau, hệ số KC đặc trưng cho mức độ bù với KC =

XC
(KC = 0.25 ÷0.75,
XL

thường chọn KC = 0.6).
Khi đặt tụ bù làm cho tổng trở đo được trên đường dây sẽ khác với trường hợp
đường dây không đặt thiết bị bù và khi xảy ra ngắn mạch tại các vị trí khác nhau trên
đường dây có thể làm cho bảo vệ khoảng cách tác động sai hoặc không xác định được
điểm sự cố nếu điểm ngắn mạch gần tụ bù.