Luận án Nghiên cứu các phương pháp thông minh để phân loại và định vị sự cố trên đường dây truyền tải điện

 
8. Khối logic mờ: dùng để nhận dạng sự cố đường dây được trình bày chi tiết 
trong chương 4. 
Mô hình nghiên cứu là tập trung vào 10 loại sự cố xẩy ra với thời gian 0.06s 
tại (1 đến 100)% chiều dài của đường truyền dây và điện trở sự cố (10Ω, 20Ω, 30Ω, 
40Ω). Các kết quả mô phỏng thể hiện các dạng sóng điện áp và điện áp ba pha, 
thông số vị trí sự cố thu được trên bảng phụ lục 3.2. 
Công thức tính phần trăm sai số: 100
L
 m -m tf
 e (3.8) 
Trong đó: 
mf: khoảng cách sự cố thực tế. 
70 
mt: khoảng cách tính toán. 
L: chiều dài đường dây. 
Nhận xét: Sai số kết quả tính của rơle SEL cho các dạng sự cố nhỏ hơn 2.5%. 
3.3.2 Hãng sản xuất rơle bảo vệ TOSHIBA 
Phương pháp sử dụng cho đường dây 
song song với khoảng cách đến điểm sự cố m 
được tính theo công thức 3.9 và 3.10 sử dụng 
dòng điện và điện áp tại chỗ của pha sự cố và 
dòng dung trước (Iβ) và sau (Iα) khi xảy ra sự 
Hình 3.12: Hệ thống đường dây 
song song 
cố được sử dụng như dòng điện tham chiếu. Hệ số bù tổng trở không cân bằng được 
sử dụng để nâng cao chính xác phép đo khi tổng trở mỗi pha biến động lớn [122]. 
Công thức tính khoảng cách sự cố pha BC: 
  bcbcebcm
bcm
KIIXRIIRI
LIUI
m
)".()".(
)".(
11 

 (3.9) 
Trong đó: 
ILb, ILc: dòng tải. 
Kbc: hệ số bù thay đổi tổng trở. 
L: độ dài đường dây (km). 
R1, X1: thành phần điện trở, điện kháng thứ tự thuận đường dây. 
)()(" LcLbcb IIIII  độ thay đổi dòng điện sự cố và trước khi xuất hiện sự cố. 
Công thức tính khoảng cách khi sự cố pha A chạm đất: 
  ammSemmSm
am
KIIXIIXIIXRIIRIIRIIRI
LIUI
m
)".".".()".".".(
)".(
0000100001 
 (3.10) 
Trong đó: 
3/)2( cba IIII dòng điện pha sự cố. 
Ia, Ib, Ic: dòng sự cố. 
ILa, ILb, ILc: dòng tải. 
RF 
UB UA 
m 
IF 
71 
3
)2(
3
)2(
" LcLbLacba
IIIIII
I
 : độ thay đổi dòng điện sự cố và trước khi 
xuất hiện sự cố. 
I0S: dòng thứ tự không. 
I0m: dòng thứ tự không của đường dây song song. 
R1, X1: thành phần điện trở, điện kháng thứ tự thuận đường dây. 
R0, X0: thành phần điện trở, điện kháng thứ tự không đường dây. 
R0m, X0m: thành phần điện trở, điện kháng hỗ cảm thứ tự không đường dây. 
Ka: hệ số bù thay đổi tổng trở. 
Công thức 3.9 và 3.10 được dùng tính toán cho đường dây có thông số tập 
trung khoảng 100km. Khi đường dây có chiều dài vượt quá 100km thì chúng ta cần 
xét đến dung đường dây, bộ ghi sự cố sử dụng m’ thay cho m là [123]: 
3
'
3
2
m
kmm (3.11) 
 k =0.001 km-1 
Nhận xét: So với hãng GE, và SEL thì hãng Toshiba đưa ra công thức tính 
toán cho đường dây song song có sai số khoảng cách sự cố ±2.5 km đối với đường 
dây có chiều dài lên đến 100 km, và ±2.5% đối với đường dây có chiều dài trong 
khoảng 100 km đến 250 km. 
3.3.3 Hãng sản xuất rơle bảo vệ SIEMENS 
Chức năng định vị sự cố ứng dụng trên rơle khoảng cách 7SA và rơle bảo vệ 
quá dòng có hướng 7SJ62 của hãng Siemens sử dụng các vòng sự cố để tính toán 
giá trị khoảng cách sự cố và điện trở sự cố được trình bày như sau [53], [112]: 
Vòng sự cố một pha chạm đất: Để tính toán vòng sự cố chạm đất AN cho trên 
hình 3.13 sử dụng công thức sau: 
L
L
E
n
L
L
E
n
L
a
L
aa
X
X
X
IjR
R
R
IXIjRIU
 (3.12) 
Với 
L
E
naX
L
E
naR X
X
IIIand
R
R
III
Ta có: L
X
L
Ra
XIjRIU
72 
L
X
L
X
L
R
L
Raa
XIXIjRIjRIUjU }Im{}Re{}Im{}Re{}Im{}Re{
Hình 3.13: Sự cố pha A chạm đất 
Lấy phần thực và ảo cho hai vế phương trình, giải hệ phương trình 2 ẩn số ta được 
công thức sau ứng dụng cho sự cố chạm đất 1, 2, hoặc 3 pha: 
}Im{}Im{}Re{}Re{
}Im{}Im{}Re{}Re{
XRXR
XaXa
a
IIII
IUIU
R
 (3.13) 
}Im{}Im{}Re{}Re{
})Im{}(Re{}Re{}Im{
XRXR
RaRa
a
IIII
IUIU
X
 (3.14) 
Với điện áp và dòng điện sự cố: 
)cos(sin UU
a
j
aa
jUeUU U 
)cos(sin aa
a
j
aa
jIeII a 
)cos(sin EE
n
j
nn
jIeII E 
Thế vào công thức (3.13), (3.14) ta có: 
2
)cos()(1
)cos()cos(
a
n
L
E
L
E
aE
a
n
L
E
L
E
EU
L
E
a
n
aU
a
a
a
I
I
X
X
R
R
I
I
R
R
X
X
X
X
I
I
I
U
R
 (3.15) 
2
)cos()(1
)sin()sin(
a
n
L
E
L
E
aE
a
n
L
E
L
E
EU
L
E
a
n
aU
a
a
a
I
I
X
X
R
R
I
I
R
R
X
X
R
R
I
I
I
U
X
 (3.16) 
Pha A 
Pha B 
Pha C 
In = - (Ia +Ib + Ic) 
RL XL 
RE XE 
Ia 
Ua 
73 
Từ công thức (3.16) chúng ta có thể tính khoảng cách sự cố theo công thức 
sau: 
]/['
][
kmX
X
m
L
a


 (3.17) 
Trong đó: 
Ua : điện áp pha sự cố (rms). 
Ia : dòng điện pha sự cố (rms). 
In : dòng điện đất sự cố (rms). 
U : góc điện áp pha sự cố. 
a , E : góc dòng điện pha và dòng điện đất sự cố. 
RE/RL = KRE and XE/XL = KXE là hệ số cài đặt trên rơle 
L
X
X LL
1' : điện kháng đơn vị đường dây km. 
Vòng sự cố pha – pha: 
Hình 3.14: Sự cố hai pha BC 
Để tính vòng sự cố BC như hình 3.14, ta sử dụng công thức: 
Ub – Uc = IbRL + jIbXL – IcRL – jIcXL 
L
bc
L
bcbc
XIjRIU
Trong đó: 
cbbccbbc
IIIvàUUU
Lấy phần thực và ảo cho hai vế phương trình: 
22 }][Im{}][Re{
}Im{}Im{}Re{}Re{
bcbc
bcbcbcbc
bc
II
IUIU
R
22 }][Im{}][Re{
}Im{}Re{}Re{}Im{
bcbc
bcbcbcbc
bc
II
IUIU
X
Pha C 
Pha A 
Pha B RL XL 
RL XL IL Ubc 
74 
Suy ra: 
22 )cos(2
)]cos()cos([
cIIcbb
IUcIUbbc
bc
IIII
IIU
R
cb
cbcbbc
 (3.18) 
22 )cos(2
)]sin()sin([
cIIcbb
IUcIUbbc
bc
IIII
IIU
X
cb
cbcbbc
 (3.19) 
Trong trường hợp chỉ có điện áp pha sự cố, phương trình sau đây cho vòng sự cố 
pha - pha có thể được áp dụng: 
22 )cos(2
)cos()cos(
cIIcbb
IUccIUbb
bc
IIII
IUIU
R
cb
ccbb
22 )cos(2
)cos()cos(
cIIcbb
IUbcIUcb
IIII
IUIU
cb
bccb
 (3.20) 
22 )cos(2
)sin()sin(
cIIcbb
IUccIUbb
bc
IIII
IUIU
X
cb
ccbb
22 )cos(2
)sin()sin(
cIIcbb
IUbcIUcb
IIII
IUIU
cb
bccb
 (3.21) 
Từ công thức (3.21) chúng ta có thể tính khoảng cách sự cố theo công thức sau: 
]/['
][
kmX
X
m
L
bc


 (3.22) 
Trong đó: 
Ub, Uc : điện áp sự cố pha B, C (rms). 
Ib, Ic : dòng điện sự cố pha B, C (rms). 
cb UU
 , : góc điện áp sự cố Ub, Uc. 
bcU
 : góc của Ub và Uc. 
cb II
 , : góc của Ib, Ic. 
L
X
X LL
1' : điện kháng đơn vị đường dây km. 
75 
Để đánh giá tính chính xác của các công thức (3.17), (3.22), ta tiến hành kiểm 
tra chức năng định vị sự cố được sử dụng trên rơle 7SJ622 (S/N: 0305056059) trên 
ngăn lộ 100 tại TBA 220kV Đồng Hới theo các bước sau: 
Bước 1: Xây dựng công cụ tính toán vị trí sự cố được trình bày trong công 
thức nêu trên. 
Bước 2: Sử dụng phần mềm 
Digsi 4.83 cài đặt thông số chỉnh 
định và cấu hình cho rơle 7SJ622: 
I > = 1.0A; tI> = 3.5s 
Ie> = 0.2A; tIe> = 3.5s 
XE/XL = 1; RE/RL = 1 
x’ = 0.62Ω/km 
Bước 3: sử dụng CMC 256 
Hình 3.15: Công cụ Quick CMC test view 
để bơm mô phỏng sự cố như hình 3.15 và đọc bản ghi sự cố trên rơle cho kết quả 
trên bảng 3.2. 
Bảng 3.2: Kết quả thử nghiệm rơle 7SJ622 
Thông số dòng điện, điện áp 
sự cố 
Khoảng cách sự 
cố tính toán [km] 
Khoảng cách sự 
cố trên rơle[km] 
Sai số 
[%] 
0
0
18010
010
 
 
b
a
U
U
0
0
1801.1
01.1
 
 
b
a
I
I
 0 0 0 
0
0
21010
3010
 
 
b
a
U
U
0
0
1801.1
01.1
 
 
b
a
I
I
 7.33 7.2 1.77 
0
0
0
20010
32010
8010
 
 
 
c
b
a
U
U
U
0
0
0
1201.1
2401.1
01.1
 
 
 
c
b
a
I
I
I
 14.44 14.3 0.96 
03010 aU 
003.0  aI 
13.44 13.5 0.44 
Nhận xét: với các dạng sự cố (AB, AN và ABC), sai số phép đo của rơle nhỏ hơn 2.5 %. 
Bước 4: Tương tự như mục 3.3.1, ta sử dụng phần mềm Matlab Simulink mô 
phỏng đường dây truyền tải 110 kV, 125 MVA, 50 Hz, 50km như hình 3.16 để đánh 
giá thuật toán nêu trên. Đường dây truyền tải 3 pha sử dụng có các thông số sau: 
76 
- RL1=0.0321 (Ω), RL0=0.347(Ω). 
- LL1=0.473 (mH), LL0=1.370(mH). 
- CL1=0.038 (μF), CL0=0.038 (μF). 
Hình 3.16: Mô hình hệ thống điện nghiên cứu 
 Mô hình nghiên cứu là tập trung vào 10 loại sự cố xẩy ra với thời gian 0.1s 
tại (20 đến 100)% chiều dài của đường truyền dây và điện trở sự cố (10Ω, 20Ω, 
30Ω, 40Ω, 50Ω). Các kết quả mô phỏng thể hiện các dạng sóng điện áp và điện áp 
ba pha, thông số vị trí sự cố thu được trên bảng phụ lục 3.3. 
Bên cạnh đó, luận án chuyển đổi dữ liệu dòng điện, điện áp sự cố từ Matlab 
Simulink sang định dạng COMTRADE và phát lại bằng công cụ PlayBack 
Waveform của ISA DRTS66 phục vụ việc thử nghiệm rơle Siemens 7SD522 cho 
kết quả tại phụ lục 3.4. 
Nhận xét: Trong trường hợp đường dây không có nguồn cung cấp từ phía đối 
diện, các công thức (3.17) và (3.22) được xác định dựa trên các thành phần thực, ảo của 
tín hiệu điện áp, dòng điện hình sin, có cấp chính xác ≤ 2.5% chiều dài đường dây. 
3.3.4 Hãng sản xuất rơle bảo vệ ABB 
Phương pháp này được áp dụng trên rơle kỹ thuật số REL 52x cho hệ thống 
điện có nguồn cung cấp từ hai phía như hình 3.17 và được tính toán cụ thể như sau 
[22], [32]: 
77 
Hình 3.17: Sơ đồ một sợi hệ thống điện đồng nhất 
Điện áp sự cố tại thanh cái A: MPF
A
FA
LAA ZIR
d
I
ZmIU 001.. (3.23) 
BLA
BBLA
A
ZZZ
ZZZZm
d
111
1111
22
))(1(
 (3.24) 
Trong đó: 
m : khoảng cách từ rơle đến điểm sự cố [km]. 
Z1L : tổng trở thứ tự thuận của đường dây được bảo vệ [Ω/km]. 
IA, IB : dòng điện sự cố đo lường trên rơle đặt tại A và B [A]. 
RF : điện trở sự cố [Ω]. 
IFA : dòng điện thay đổi tại thời điểm đo trên thanh cái A. 
dA : hệ số phân bố dòng sự cố là tỷ số giữa dòng sự cố tại A và tổng dòng sự cố. 
IOP : dòng điện thứ tự không của đường dây song song. 
ZOM : tổng trở hỗ cảm thứ tự không. 
Thế công thức (3.24) vào (3.23), ta có: 
0321
2 FRKKmKm (3.25) 
1
Z
Z
ZI 1L
1B
1LA
A
1 
ADDZ
U
K 
)1
Z
Z
.(
ZI 1L
1B
1LA
A
2 
ADDZ
U
K 
)1
Z
ZZ
.(
ZI 1L
1B1A
1LA
FA
3 
ADDZ
I
K 
1B1A ZZ ADDZ cho đường dây song song. 
UB 
ZA ZB RF 
IF 
UA 
 mZ1L (1-m)Z1L 
IA IB 
78 
Z1A, Z1B, Z1L và Z0L là thông số chỉnh định cài đặt trên rơle. 
Các thông số UA, IA và IFA đối với các dạng sự cố khác nhau được tính toán 
theo bảng 3.3. 
Bảng 3.3: Công thức tính dòng điện và điện áp sự cố 
Dạng sự cố UA IA IFA 
AN UaA IaA + KN.InA )I-I(
2
3
0AaA 
BN UbA IbA + KN.InA )I-I(
2
3
0AbA 
CN UcA IcA + KN.InA )I-I(
2
3
0AcA 
ABC hoặc AB hoặc ABN UaA – UbA IaA – IbA ΔIabA 
BC hoặc BCN UbA – UcA IbA – IcA ΔIbcA 
AC hoặc ACN UaA – UcA IaA – IcA ΔIacA 
Trong đó: 
Hệ số bù KN cho đường dây song song: 
0A
0P
1L
0M
1L
1L0L
N
I
I
.
3Z
Z
3Z
Z
Z
K 
cAbAaA I,I,I : độ thay đổi của dòng điện pha A, B, C tại thanh cái A. 
ΔIabA, ΔIbcA, ΔIacA: độ thay đổi của dòng điện hai pha AB, BC, AC tại thanh 
cái A. 
Δ là độ lệch dòng điện, ví dụ dòng điện sau sự cố nhỏ hơn dòng điện trước sự cố. 
Đối với đường dây đơn Z0M = 0 và ZADD = 0. 
Phương trình (3.25) có hai ẩn số m và RF. Nếu ta phân ra thành các phần thực 
và ảo thì sẽ thu được hệ phương trình dùng chung cho cả đương dây đơn và song 
song là: 
0).Re()Re()Re( 321
2 FRKKKmm (3.26) 
0).Im()Im()Im( 321 FRKKKm (3.27) 
Nếu Im(K3) ≠ 0 hoặc ≈ 0, thì RF được tính theo công thức (3.27) đưa vào 
(3.26) để giải phương trình bậc 2. 
79 
Để hiểu rõ hơn các nội dung trình bày nêu trên, ta xét ứng dụng định vị sự cố 
sử dụng hệ số phân bố nguồn trong phụ lục 3.5 khi xảy ra sự cố tại m = 0.3, kết quả 
tính toán (m = 0.3037), cho thấy độ chính xác phép tính không phụ thuộc vào độ lớn 
của |dA|, mà là góc Ad . 
Nhận xét: Các công thức trong mục 3.3.1, 3.3.2 dựa trên giả thiết góc Ad là 
hằng số và thường giải thiết là bằng 0. Trong thực tế góc Ad ≠ 0 thông qua việc 
thay đổi hệ số phân bố dòng dA trong công thức (3.24), sai số khoảng cách sự cố 
(m) của hãng ABB là < 2.5%. 
3.3.5 Hãng sản xuất rơle bảo vệ AREVA 
Chức năng định vị sự cố ứng dụng trên rơle bảo vệ của hãng Areva (P54x, 
P127, P14x...), sử dụng sơ đồ hệ thống điện như hình 3.18 [31]. 
Điện áp đo trên rơle đặt tại A: UA = m.IAZL + IFRF (3.28) 
Để xác định vị trí sự cố (m) ta 
tiến hành thực hiện các bước sau: 
Bước 1: Xác định thành phần 
vectơ UA, IAZL cho các kiểu sự cố 
- Sự cố AN: 
UA = Ua 
Hình 3.18: Sơ đồ hệ thống có nguồn cung cấp 
từ hai phía 
ELaLA ZIZIZI 01 (3.29) 
- Sự cố AB : 
UA = Ua – Ub 
LbLaLA ZIZIZI 11 (3.30) 
Trong đó: 
Z1L, Z0L: tổng trở TTT, TTK của đường dây. 
ZE = (Z0L - Z1L)/3. 
Bước 2: Giải phương trình tính vị trí sự cố 
Một trong những phương pháp đơn giản và thường được sử dụng nhất để xác 
định thành phần thực của điện áp biến thiên UA và IAZL trong hệ thống tương tự 
IB 
ZA ZB 
RF 
IF 
UA 
mZL (1-m)ZL 
IA 
EA EB 
80 
là phương pháp đo giá trị tức thời của nó 
(dịch pha một góc bằng 900 – d) tại điểm 
triệt tiêu của dòng điện sự cố tương ứng 
(hay IF = 0) cho trên hình 3.19. Từ liên hệ 
trên, hai tín hiệu đầu vào dòng điện và điện 
áp với đồ thị cho bởi công thức sau: 
UA = |UA|(cos(s) + jsin(s))*(sin(d) + jcos(d)) 
= |UA|[- sin(s-d) + jcos(s-d)] (3.31) 
Hình 3.19: Dạng sóng dòng điện và 
điện áp tại thời điểm IF = 0 
IAZL = |IAZL|(cos (e) + jsin (e))*(sin (d) + jcos (d)) 
 = |IAZL|[- sin(e-d) + jcos(e-d)] (3.32) 
Thế (3.31), (3.32) vào công thức (3.28) ta có: 
)sin(|ZI|
)sin(||
ZI LALA de
dsUU
m AA
 (3.33) 
Trong đó: d : góc dòng sự cố 
 s : góc của UA 
 e : góc của IAZL 
Để đánh giá tính chính xác của các công thức (3.33), luận án tiến hành thử 
nghiệm chức năng định vị sự cố được tích hợp trên rơle P132, P443 bằng hợp bộ thí 
nghiệm Omicron CMC 356 cho kết quả tại bảng phụ lục 3.6. 
Nhận xét: công thức tính khoảng cách sự cố tại thời điểm triệt tiêu của sóng 
dòng điện sự cố được hãng Areva sử dụng có sai số ≤ 2.5%. 
3.3.6 Nhận xét và đánh giá 
Từ kết quả được trình bày ở nội dung trên cho ta thấy: 
- Tổng trở sự cố được tính từ giá trị điện áp và dòng điện đo lường trước và tại 
thời điểm sự cố. 
- Điện trở sự cố là nguyên nhân làm rơle khoảng cách làm việc kém vùng và 
quá vùng bảo vệ. Vì vậy, đối với sự cố chạm đất, giá trị hiển thị đúng khi điện 
trở sự cố nhỏ. 
- Trường hợp cả góc lệch pha và điện trở sự cố tham gia vào biểu thức thì sai số 
tính toán càng lớn. 
- Mức độ chính xác của thuật toán rơle phải dựa vào độ chính xác của tổng trở 
81 
đường dây, tuy nhiên tổng trở đường dây thường rất khó có thể tính toán chính 
xác, trừ khi có các biện pháp đo tại hiện trường. 
3.4 PHÂN TÍCH, ĐÁNH GIÁ PHƯƠNG PHÁP ĐỊNH VỊ SỰ CỐ SỬ DỤNG 
DỮ LIỆU ĐO HAI ĐẦU ĐƯỜNG DÂY 
3.4.1 Hãng sản xuất rơle bảo vệ TOSHIBA 
Phương pháp đồng bộ thời gian đo lường dòng điện và điện áp hai đầu đường 
dây điển hình sử dụng hệ thống đồng bộ thời gian GPS [58], [107] (xem phụ lục 
3.7), ứng dụng trên rơle GRL100, yêu cầu sử dụng thành phần thứ tự thuận khi sự 
cố 3 pha và thành phần thứ tự nghịch khi xảy ra sự cố một pha chạm đất, hai pha 
hoặc hai pha chạm đất [121]. 
Cho sơ đồ một sợi đường dây truyền tải như hình 3.20. Trong đó, A và B là ký 
hiệu của đầu truyền và nhận công suất, biến áp BU, biến dòng BI, máy cắt MC, rơle 
bảo vệ F87L, điểm sự cố F, độ dài đường dây l, khoảng cách sự cố m [123]. 
Hình 3.20: Mô hình đường dây dùng rơle bảo vệ từ hai phía 
Công thức tính dòng điện và điện áp thứ tự nghịch: 
3
2
2
cba aUUaUU
 (3.34) 
3
2
2
cba aIIaII
 (3.35) 
Trong đó: a = 1∟1200; a2 = 1∟-1200 
Thuật toán sử dụng công thức tính điện áp điểm sự cố của hai đầu đường dây: 
Tại rơle A: -U2A + I2A.m.ZL + UF = 0 
 UF = U2A - I2A.m.ZL (3.36) 
BU 
IB 
BU 
F87L 
Máy thu GPS 
F87L 
Máy thu GPS 
(1 – m) m 
A B 
BI 
IA F 
UF 
Kênh truyền thông tin 
UA, IA 
UB, IB 
BI 
82 
Tại rơle B: -U2B + I2B.(1 – m).ZL + UF = 0 
 UF = U2B + m.I2B.ZL - I2B.ZL (3.37) 
Trong đó: 
U2A, U2B: điện áp thứ tự nghịch tại thanh cái A, B. 
I2A, I2B : dòng điện thứ tự nghịch tại thanh cái A, B. 
m : khoảng cách từ thanh cái S đến điểm sự cố. 
UF : điện áp tại điểm sự cố. 
ZL : tổng trờ đường dây. 
Từ công thức (3.36) và (3.37) ta có: U2A - I2A.m.ZL = U2B + m.I2B.ZL - I2B.ZL 
Với I2 = I2A + I2B 
Suy ra: U2A - U2B + I2B. ZL = m.I2. ZL 
Khoảng cách điểm sự cố: 
L
LBBA
ZI
ZIUU
m
.
.
2
222 (3.38) 
Công thức này được sử dụng cho trường hợp sự cố 2 pha, 1 pha chạm đất. Nếu xẩy 
ra sự cố 3 pha thì ta có công thức sau: 
L
LBBA
ZI
ZIUU
m
.
.
1
111 (3.39) 
Để kiểm chứng công thức (3.38) và (3.39), xem chi tiết ví dụ [123] được trình 
bày trong phụ lục 3.8. 
3.4.2 Hãng sản xuất rơle bảo vệ SEL 
Việc đồng bộ tín hiệu đo lường chỉ thực hiện được khi các trạm ở hai đầu 
đường dây có sử dụng đồng hồ GPS, tuy nhiên trong thực tế vẫn còn nhiều trạm 
biến áp không được trang bị loại thiết bị này. Phương pháp định vị sự cố sử dụng dữ 
liệu đo đồng bộ thời gian hai đầu đường dây yêu cầu khối lượng truyền dữ liệu lớn 
sẽ bị hạn chế trong việc xử lý dữ liệu offline. Do vậy, phương pháp sử dụng dữ liệu 
đo không đồng bộ sử dụng phương thức tự đồng bộ lại các tín hiệu, phục vụ cho 
việc tính toán định vị điểm sự cố. Điểm cơ bản của thuật toán dựa trên ràng buộc 
điện áp tính đến điểm sự cố từ hai phía bằng nhau và khái niệm góc đồng bộ δ giữa 
các tín hiệu đo được [16]. Trong trường hợp các tín hiệu được đo đồng bộ chính xác 
thì góc δ = 0, ngược lại, góc δ ≠ 0 và thể hiện mức độ không đồng bộ giữa các tín 
83 
hiệu đo được trong một chu kỳ 3600. Với giả thiết về góc δ như vậy, các giá trị điện 
áp và dòng điện tại một phía cần được đồng bộ lại thông qua góc δ hay về mặt toán 
học các tín hiệu này cần nhân với toán tử ejδ (tương đương với việc dịch pha tín hiệu 
đi một góc δ), sau đó hoàn toàn có thể áp dụng phương pháp tính toán Novosel 
được đề cập trong phụ lục 3.9. 
Theo cách tiếp cận này, rơle hãng SEL chỉ yêu cầu một lượng thông tin tối 
thiểu từ rơle đầu đường dây đối diện gồm có [41]: 
- Phía trạm A: 2A22A IZ AU và I2A được giả thiết là tín hiệu chọn làm gốc 
tham chiếu. 
- Phía trạm B: 2B22B IZ BU và I2B.e
jδ 
Giả sử ta có sự cố 1 pha chạm đất như hình 3.21, công thức tính điện áp thứ tự 
nghịch U2F cho hai phía đường dây bảo vệ: 
Tại rơle A: U2F = -I2A.(Z2A + m.Z2L) (3.40) 
Tại rơle B: U2F = -I2B.ejδ[ Z2B + (1-m).Z2L] (3.41) 
Hình 3.21: Sơ đồ nối các thành phần thứ tự khi xảy ra sự cố 1 pha chạm đất. 
Từ (3.40) và (3.41) ta có: 
))1((
)(
.e
22
22
2
j
2
LB
LA
AB
ZmZ
mZZ
II
  
I2A 
3RF 
IF 
U2F 
+ 
I1B I1A 
Nguồn A Nguồn B 
Z1A mZ1L (1-m)Z1L Z1R 
Rơle Rơle 
I2B 
Z2A mZ2L (1-m)Z2L Z2B 
Rơle Rơle 
I0A I0B 
Z0A mZ0L (1-m)Z0L Z0B 
Rơle Rơle 
84 
Lấy độ lớn của cả hai vế phương trình: 
))1((
)(
.e
22
22
2
j
2
LB
LA
SB
ZmZ
mZZ
II
  
Công thức trên được đơn giản hóa như sau: 
)(
).(
.e
222
2222j
2
LLB
LAAA
B
mZZZ
ZmIZI
I
  (3.42) 
Đơn giản hóa hơn nữa ta đặt: 
AA ZI 22 . = a + jb; LA ZI 22 . = c+ jd 
jfeZZ LB 22 ; jhgZ L 2 
Như vậy có thể viết lại biểu thức: 
)()(
)()(
.e j2
jhgmjfe
jdcmjba
I B
  (3.43) 
Bình phương hai vế của phương trình (3.43), sắp xếp lại về biểu thức bậc 2: 
A.m2 + B.m +C = 0 (3.44) 
Trong đó: 
)().(.e 2222
2
j
2 dchgIA R 
 
)..(2)...(.e2
2
j
2 dbcahfgeIB R 
 
)().(.e 2222
2
j
2 bafeIC R 
 
m : khoảng cách sự cố. 
U2A, U2B: lần lượt là điện áp thứ tự nghịch đầu đường dây A và B. 
Z2L : Tổng trở thứ tự nghịch đường dây. 
Z2A, Z2B: lần lượt là điện tổng trở thứ tự nghịch đầu A và B. 
Để kiểm chứng công thức (3.44), xem chi tiết ví dụ [96] được trình bày trong 
phụ lục 3.10. 
3.4.3 Đánh giá phương pháp định vị sự cố sử dụng dữ liệu đo lường hai đầu 
đường dây 
Để đánh giá hiệu quả của thuật toán của hãng sản xuất rơle SEL và TOSHIBA, 
chúng ta mô phỏng sự cố trên phần mềm Matlab Simulink sử dụng rơle kỹ thuật số 
85 
được đặt tại hai đầu đường dây đo lường dòng điện và điện áp tại A và B như hình 
3.22. Đường dây truyền tải 110kV có nguồn cung cấp từ hai phía kết nối giữa thanh cái 
A và B với chiều dài 50km, thông số đường dây truyền tải 3 pha được sử dụng như sau: 
- RL1=0.0321 (Ω), RL0=0.347(Ω). 
- LL1=0.473 (mH), LL0=1.370(mH). 
- CL1=0.038 (μF), CL0=0.038 (μF). 
Hình 3.22: Hệ thống điện có nguồn cung cấp từ hai phía 
Trình tự thực hiện mô phỏng với sự cố pha A chạm đất: 
- Các dạng sự cố được mô phỏng xảy ra các thanh cái S với khoảng cách là 5 
km, 10 k