PHÂN BAN B3. Bảo vệ và điều khiển hệ thống điện
1

THÍ NGHIỆM CHỨC NĂNG ĐỊNH VỊ SỰ CỐ CỦA RƠLE TOSHIBA
Lê Kim Hùng
1
, Vũ Phan Huấn
2

1
Trường Đại học Bách khoa Đà Nẵng,

2
Công ty TNHH MTV Thí nghiệm điện miền Trung
Tóm tắt: Hiện nay các rơle bảo vệ (RLBV) kỹ thuật số của nhiều hãng nổi tiếng đang
được sử dụng trên lưới điện Việt Nam. Với sự đa dạng về chủng loại dẫn đến nhân
viên kỹ thuật cần phải tìm hiểu tài liệu kỹ thuật của từng hãng để có thể hiểu rõ, tính
toán, cài đặt thông số chỉnh định và thử nghiệm đúng các chức năng làm việc của
RLBV. Bài báo trình bày một số kinh nghiệm, lưu ý trong quá trình vận hành, thử
nghiệm và kiểm tra rơle Toshiba GRZ100, GRE100 trên lưới điện miền Trung nhằm
tránh các sai sót có thể xảy ra và nâng cao hiệu quả sử dụng cho đơn vị quản lý vận
hành.
Từ khoá: Đường dây truyền tải điện, rơle bảo vệ, định vị sự cố, hợp bộ thí nghiệm,
Matlab Simulink.
1. ĐẶT VẤN ĐỀ
Việc trang bị RLBV trên đường dây truyền tải điện đóng vai trò quan trọng trong công tác quản
lý, vận hành hệ thống điện. Khi có sự cố xảy ra, nhân viên quản lý vận hành có thể dễ dàng có
được thông tin sự cố, xác định ngay khu vực xảy ra sự cố, nhánh sự cố và điểm sự cố thông qua

2.1. Phần mềm giao diện
Phần mềm MiCOM S1 Agile, Digsi 4.84, PCM600 được hỗ trợ download từ website của nhà
sản xuất. Tuy nhiên, đối với hãng TOSHIBA:
 Phần mềm RMS100 không được hỗ trợ download từ website của nhà sản xuất. Người
dùng chỉ có được phần mềm dựa trên đĩa CD đi kèm với thiết bị;
 Các chức năng bảo vệ ký hiệu theo chữ viết tắt, điều này làm khó cho người đọc. Ví dụ:
MOC1, MOC2, MEF1, MEF2, MNC1, MNC2…; Hình 1. Phần mềm RMS 100
 Bố trí tab Trip (Switch) cho phép ON/OFF chức năng bảo vệ nhưng các thông số chỉnh
định tại tab Trip (Element) của chức năng bị OFF không ẩn theo nên dễ gây nhầm lẫn cho
việc cài đặt cho nhân viên vận hành;
 Các rơle đầu ra, đèn Led được cấu hình theo biến địa chỉ đã thiết lập trong PLC tool.
PHÂN BAN B3. Bảo vệ và điều khiển hệ thống điện
3

2.2. Chức năng bảo vệ khoảng cách
Chức năng bảo vệ khoảng cách có đặc tính Mho (hình 2) không giống như dạng Mho của các
hãng SEL, AREVA, ABB. Phần mềm RMS100 không xuất đặc tính ra định dạng file .rio để thử
nghiệm, nên đòi hỏi người thí nghiệm phải có kiến thức chuyên sâu về thông số chỉnh định
RLBV và nếu xây dựng đặc tính bằng tay dẫn đến làm tốn rất nhiều thời gian [1]. Vì lý do đó
nên hãng sản xuất thiết bị thí nghiệm OMICRON, ISA đã hỗ trợ công cụ phần mềm để tự động
vẽ đặc tính làm việc dựa trên thông số chỉnh định.
2.3. Chức năng bảo vệ kém áp
Rơle GRE100 có 4 cấp bảo vệ (3 cấp đi trip UV1, UV2, UV3
và 1 cấp alarm UV4). Rơle GRZ có 2 cấp bảo vệ UV1 đi trip

bảo vệ (nằm ngoài đường dây). Lúc này điểm sự cố trên màn hình rơle có thể đo lường không
đúng do ảnh hưởng của hệ số phân bố dòng điện hoặc khi xảy ra dao động điện. Tuy nhiên, đối
với GRZ100 có thêm lựa chọn AZFLEN = OFF để không hiển thị vị trí sự cố nằm ngoài đường
dây bảo vệ.
3. THUẬT TOÁN ĐỊNH VỊ SỰ CỐ
Kết quả khoảng cách sự cố hiển thị trên màn hình RLBV có chính xác hay không phụ thuộc vào
2 yếu tố: đầu tiên là các thông số cài đặt trên RLBV, thứ hai là thuật toán định vị sự cố của hãng
sử dụng. Trong đó, thuật toán định vị sự cố dùng cho mô hình đường dây song song (hình 4) với
khoảng cách đến điểm sự cố m được tính theo công thức ở bảng 1, sử dụng dòng điện và điện áp
tại một đầu đường dây, thành phần dòng điện trước và tại thời điểm xảy ra sự cố [2].

Hình 4. Sơ đồ hệ thống điện
Bảng 1. Công thức tính toán khoảng cách sự cố sử dụng dữ liệu đo lƣờng tại một đầu đƣờng dây
Kiểu sự
cố
Công thức tính khoảng cách sự cố
AG
 
ammSemmSm
am
KIIXIIXIIXRIIRIIRIIRI
LIUI
m



)".".".()".".".(

m



)".".".()".".".(
)".(
0000100001



3/)2(
cab
IIII 


3
)2(
3
)2(
"
LcLaLbcab
IIIIII
I






CG

"
LbLaLcbac
IIIIII
I






AB hoặc
ABG
 
ababeabm
abm
KIIXRIIRI
LIUI
m



)".()".(
)".(
11



)()("
LbLaba
IIIII 

LIUI
m



)".()".(
)".(
11



)()("
LcLaca
IIIII 


ABC
Sử dụng một trong ba công thức tính m ở các trường hợp sự cố AB, BC và AC
Trong đó:
I
La
, I
Lb
, I
Lc
: dòng tải.
I
a
, I
b

R
0m
, X
0m
: thành phần điện trở, điện kháng hỗ cảm thứ tự không đường dây.
K
a
, K
b
, K
c
, K
ab
, K
bc
, K
ac
: hệ số bù thay đổi tổng trở.
L: độ dài đường dây (km).
Công thức trên bảng 1 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:
3
'
3
2
m
kmm 
(1)
k =0.001 km

f
) với giá trị khoảng cách sự cố tính toán (m
t
) từ bảng 1 theo công thức: ∆m = m
t
- m
f
có nằm
trong khoảng sai số cho phép của nhà chế tạo là ±2.5km hay không (bảng 2). Từ đó đưa ra kết
luận chức năng định vị sự cố của RLBV đảm bảo yêu cầu kỹ thuật đưa vào vận hành hoặc
không.
Bảng 2: Kết quả kiểm tra trên rơle GRZ100
Giá trị bơm
m
t
[km]
m
f
[km]
∆m [km]
0
091.1 
a
V
0
39.3242
a
I

1.03

Giá trị bơm
mt [km]
mf [km]
∆m [km]
0
08.310247.32 
a
V
0
26.182
a
I

0
92.289247.32 
b
V
0
26.1982
b
I

1.77
1.7
0.07
0
37.192505.32 

c
V
0
69.372
c
I

8.88
8.7
0.18
0
0304.12 
a
V
0
240304.12 
b
V

0
120304.12 
c
V
0
43.3362
a
I

0
43.2162

=0.25384 (Ω).
L
L1
=1.02844 (mH), L
L0
=3.06086 (mH).
C
L1
=0.038 (μF), C
L0
=0.038 (μF).
b. Khối đo lường dòng điện và điện áp 3 pha
c. Khối hiển thị số: hiển thị giá trị dạng sự cố và vị trí sự cố.
d. Khối sự cố ba pha.
e. Khối toán học để tính toán chiều dài vị trí sự cố, bằng cách sử dụng công thức trong bảng 1.
Với 10 loại sự cố, vị trí và điện trở sự cố khác nhau trên đường dây (1Ω, 10Ω, 20Ω, 30Ω, và
40Ω), có thời gian mô phỏng t = 0.07s và cho kết quả trên bảng 3.
HỘI NGHỊ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ĐIỆN LỰC TOÀN QUỐC
8 Hình 7. Mô hình ngăn lộ 171 tại TBA 110kV Cầu Đỏ
Bảng 3a. Kết quả mô phỏng sự cố 1 pha chạm đất
R
F
[Ω]
m

3.505
0.505
3.511
0.511
20
6
6.808
0.808
6.8
0.8
6.812
0.812
30
9
9.814
0.814
9.809
0.809
9.824
0.824
40
12.8
12.83
0.03
12.83
0.03
12.84
0.04
Bảng 3b. Kết quả mô phỏng hai pha
R

3
3.78
0.78
3.779
0.779
3.789
0.789
20
6
7.235
1.235
7.239
1.239
7.251
1.251
30
9
10.21
1.21
10.22
1.22
10.2
1.2
40
12.8
12.84
0.04
12.86
0.06
12.85

1
1
1.091
0.091
1.084
0.089
1.089
0.089
10
3
3.78
0.78
3.779
0.779
3.789
0.789
20
6
7.235
1.235
7.239
1.239
7.251
1.251
30
9
10.21
1.21
10.22
1.22

3.789
0.79
20
6
7.251
1.25
30
9
10.22
1.22
40
12.8
12.86
0.06
Nhận xét: phương pháp định vị sự cố có sai số lớn nhất 1.25km khi xảy ra sự cố AC, ACG và
ABC với R
F
= 20Ω và sai số nhỏ nhất là 0.03km khi có sự cố AG với R
F
= 40Ω.
6. KẾT LUẬN
Trên cơ sở phân tích tài liệu kỹ thuật của hãng Toshiba, bài báo đã trình bày một số lưu ý khi sử
dụng RLBV GRZ100 và GRE100, đồng thời so sánh nhược điểm của nó với RLBV của hãng
sản xuất khác. Sau đó đánh giá phương pháp định vị sự cố và kiểm chứng ảnh hưởng của R
F
lên
công thức tính toán ở bảng 1 bằng phần mềm Matlab Simulink. Kết quả thu được là một nền
tảng để mở ra hướng nghiên cứu tiếp theo nhằm cải thiện cấp chính xác trong định vị sự cố,
đồng thời góp phần làm nâng cao độ tin cậy cung cấp điện của hệ thống.
HỘI NGHỊ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ĐIỆN LỰC TOÀN QUỐC