Luận án Nghiên cứu phương pháp xác định vị trí sự cố trên đường dây tải điện dựa trên mạng nơron MLP

 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO 
TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI 
TRƢƠNG TUẤN ANH 
NGHIÊN CỨU PHƢƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH VỊ TRÍ 
SỰ CỐ TRÊN ĐƢỜNG DÂY TẢI ĐIỆN 
DỰA TRÊN MẠNG NƠRON MLP 
LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT ĐIỆN 
Hà Nội - 2014 
 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO 
TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI 
TRƢƠNG TUẤN ANH 
NGHIÊN CỨU PHƢƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH VỊ TRÍ 
SỰ CỐ TRÊN ĐƢỜNG DÂY TẢI ĐIỆN 
DỰA TRÊN MẠNG NƠRON MLP 
Chuyên ngành: Kỹ thuật điện 
Mã số: 62520202 
LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT ĐIỆN 
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC 
1. PGS. TSKH. Trần Hoài Linh 
2. TS. Phạm Hồng Thịnh 
Hà Nội - 2014 
Mở đầu 
- i - 
LỜI CAM ĐOAN 
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi dựa trên những hƣớng 
dẫn của tập thể hƣớng dẫn khoa học và các tài liệu tham khảo đã trích dẫn. Kết quả nghiên 
cứu là trung thực và chƣa công bố trên bất cứ một công trình nào khác. 
 Nghiên cứu sinh 
 TRƢƠNG TUẤN ANH 
Mở đầu 
- ii - 
LỜI CẢM ƠN 
Trong quá trình làm luận án, tôi đã nhận đƣợc nhiều ý kiến đóng góp từ các thầy 
giáo, cô giáo, các anh chị và các bạn đồng nghiệp. 
Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn đến PGS.TSKH Trần Hoài Linh, TS. Phạm Hồng Thịnh 
và Hội đồng Khoa học của Bộ môn Hệ thống điện - Viện Điện - Trƣờng Đại học Bách 
khoa Hà Nội. 
Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy giáo, cô giáo ở Bộ môn Hệ thống điện - Viện 
Điện - Trƣờng Đại học Bách khoa Hà Nội và các đồng nghiệp ở Trung tâm Thí nghiệm, 
Khoa Điện - Trƣờng Đại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái Nguyên và gia đình đã có những 
ý kiến đóng góp quí báu và tạo các điều kiện thuận lợi cho tôi trong quá trình hoàn thành 
luận án. 
Tôi xin chân thành cảm ơn Ban Giám hiệu Trƣờng Đại học Kỹ thuật Công nghiệp 
Thái Nguyên. Tôi xin chân thành cảm ơn Viện Đào tạo và bồi dƣỡng sau đại học - Trƣờng 
Đại học Bách khoa Hà Nội, xin chân thành cảm ơn Ban Giám hiệu Trƣờng Đại học Bách 
khoa Hà Nội. Tôi xin chân thành cảm ơn Xƣởng thí nghiệm Công ty Truyền tải điện 1, 
Tổng Công ty Truyền tải điện Quốc gia - Tập đoàn ĐLVN... đã tạo nhiều điều kiện tốt nhất 
về mọi mặt để tôi hoàn thành luận án này. 
 Tác giả luận án 
 TRƢƠNG TUẤN ANH 
Mở đầu 
- iii - 
MỤC LỤC 
LỜI CAM ĐOAN ................................................................................................................... i 
LỜI CẢM ƠN ........................................................................................................................ ii 
MỤC LỤC ............................................................................................................................ iii 
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ...................................................................................... vi 
DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU ........................................................................................ vii 
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ ............................................................................................ viii 
MỞ ĐẦU ............................................................................................................................... 1 
1. Tính cấp thiết của đề tài ................................................................................................. 1 
2. Mục đích nghiên cứu ..................................................................................................... 2 
3. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu ................................................................................. 3 
4. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài ....................................................................... 3 
5. Những đóng góp của luận án ......................................................................................... 4 
6. Bố cục của luận án ......................................................................................................... 5 
Chƣơng 1: TỔNG QUAN VỀ CÁC PHƢƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH VỊ TRÍ SỰ CỐ TRÊN 
ĐƢỜNG DÂY TẢI ĐIỆN ..................................................................................................... 7 
1.1. Ý nghĩa của bài toán xác định vị trí sự cố .................................................................. 7 
1.2. Một số phƣơng pháp xác định vị trí sự cố .................................................................. 8 
1.3. Phƣơng pháp tính toán dựa trên trở kháng ................................................................. 8 
1.4. Phƣơng pháp sử dụng sóng lan truyền ..................................................................... 11 
1.5. Phƣơng pháp sử dụng mạng nơron nhân tạo ............................................................ 14 
Chƣơng 2: CÁC GIẢI PHÁP ĐỀ XUẤT TRONG LUẬN ÁN .......................................... 18 
2.1. Sơ đồ khối tổng thể ƣớc lƣợng vị trí sự cố ............................................................... 18 
2.2. Mạng nơron MLP và ứng dụng ƣớc lƣợng vị trí sự cố ............................................. 20 
2.2.1. Mạng nơron MLP hoạt động độc lập ƣớc lƣợng vị trí sự cố [12,64,69,79,93] . 20 
2.2.2. Mạng nơron MLP phối hợp song song với một thuật toán tổng trở (thuật toán 
mô phỏng trên máy tính hoặc thuật toán tích hợp trong rơle khoảng cách thực tế) .... 20 
2.3. Phần mềm ATP/EMTP và ứng dụng để tạo mẫu số liệu .......................................... 22 
2.4. Hợp bộ thí nghiệm CMC-356 thử nghiệm kết quả tác động của rơle khoảng cách 
thực tế .............................................................................................................................. 23 
2.5. Mạng nơron MLP và ứng dụng để xác định dạng sự cố và ƣớc lƣợng điện trở sự cố
 ......................................................................................................................................... 24 
Mở đầu 
- iv - 
Chƣơng 3: CÁC CÔNG CỤ TÍNH TOÁN MÔ PHỎNG SỬ DỤNG TRONG LUẬN ÁN
 ............................................................................................................................................. 25 
3.1. Phần mềm mô phỏng ATP/EMTP ............................................................................ 25 
3.2. Hợp bộ thí nghiệm thứ cấp 3 pha CMC 356 - OMICRON ...................................... 27 
3.3. Wavelet và ứng dụng trong phân tích tín hiệu .......................................................... 30 
3.3.1. Phân tích phổ của tín hiệu sử dụng biến đổi Fourrier ........................................ 30 
3.3.2. Phân tích phổ bằng wavelet (sóng nhỏ) ............................................................ 33 
3.3.3. Thuật toán phân tích tín hiệu bằng wavelet [96] ............................................... 40 
3.4. Mạng nơron nhân tạo và ứng dụng xác định vị trí sự cố trên đƣờng dây tải điện .... 42 
3.4.1. Mô hình nơron nhân tạo của McCulloch - Pitts [12,69] .................................... 42 
3.4.1.1. Cơ sở toán học của mô hình ....................................................................... 42 
3.4.1.2. Nơron với hàm truyền đạt tansig ................................................................ 44 
3.4.1.3. Các quá trình học và kiểm tra của nơron .................................................... 45 
3.4.1.4. Thuật toán học có hƣớng dẫn của nơron .................................................... 47 
3.4.2. Cấu trúc mạng MLP [12,69] .............................................................................. 50 
3.4.3. Quá trình học của mạng MLP [11,12] ............................................................... 53 
3.4.3.1. Một số đặc điểm chung của quá trình học .................................................. 53 
3.4.3.2. Thuật toán bƣớc giảm cực đại cho mạng MLP .......................................... 55 
3.4.3.3. Thuật toán Levenberg – Marquardt ............................................................ 56 
3.4.4. Lựa chọn số nơron lớp ẩn để tránh mạng học quá khớp (overfitting) và mạng 
học không đủ (underfitting) [11,12] ............................................................................ 56 
Chƣơng 4: CÁC KẾT QUẢ MÔ PHỎNG VÀ TÍNH TOÁN ............................................. 62 
4.1. ATP/EMTP mô phỏng ngắn mạch trên đƣờng dây .................................................. 62 
4.1.1. Mô hình đƣờng dây mô phỏng trong luận án .................................................... 62 
4.1.2. Kịch bản mô phỏng trong ATP/EMTP .............................................................. 63 
4.1.3. Một số dạng ngắn mạch đƣợc mô phỏng trong ATP/EMTP ............................. 65 
4.1.3.1. Ngắn mạch 1 pha (AG0):............................................................................ 65 
4.1.3.2. Ngắn mạch 2 pha (AB0): ............................................................................ 65 
4.1.3.3. Ngắn mạch 2 pha chạm đất (ABG): ........................................................... 66 
4.1.3.4. Ngắn mạch 3 pha (ABC): ........................................................................... 67 
4.2. Kết quả xác định thời điểm xuất hiện sự cố ............................................................. 67 
4.3. Kết quả ƣớc lƣợng vị trí sự cố, điện trở sự cố và dạng sự cố ................................... 74 
Mở đầu 
- v - 
4.3.1. Trích xuất số liệu và các thông tin đặc trƣng .................................................... 74 
4.3.2. Đánh giá, lựa chọn các đầu vào cho mạng MLP ............................................... 76 
4.3.3. Mạng nơron MLP ƣớc lƣợng vị trí sự cố, dạng sự cố và điện trở sự cố............ 80 
4.3.3.1. Mạng nơron MLP ƣớc lƣợng trực tiếp vị trí sự cố ..................................... 80 
4.3.3.2. Mạng nơron MLP phối hợp với thuật toán tổng trở để ƣớc lƣợng vị trí sự cố
 ................................................................................................................................. 83 
4.3.3.3. Mạng nơron MLP phối hợp với rơle tổng trở thực tế để ƣớc lƣợng vị trí sự 
cố ............................................................................................................................. 88 
4.3.3.4. Mạng nơron MLP xác định dạng sự cố và điện trở sự cố .......................... 93 
KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN ........................................................................... 97 
TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................................... 99 
DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CỦA LUẬN ÁN ............................. 107 
PHỤ LỤC .......................................................................................................................... 108 
Phụ lục 1. Thông số đƣờng dây 110kV Yên Bái - Khánh Hòa ..................................... 108 
Phụ lục 2. Phiếu chỉnh định Rơle và thiết bị tự động đƣờng dây 110kV Yên Bái - Khánh 
Hòa ................................................................................................................................ 109 
Phụ lục 3. Thông số cài đặt trong mô hình ATP/EMTP ............................................... 111 
Mở đầu 
- vi - 
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT 
Từ viết tắt Nghĩa tiếng Việt 
AG0 Ngắn mạch 1 pha 
AB0 Ngắn mạch 2 pha 
ABG Ngắn mạch 2 pha chạm đất 
ABC Ngắn mạch 3 pha 
AD Bộ chuyển đổi tƣơng tự/ số 
BU Máy biến điện áp 
BI Máy biến dòng điện 
CMC-356 Hợp bộ thí nghiệm thứ cấp 
EVN (Vietnam Electricity) Tập đoàn điện lực Việt Nam 
ATP/EMTP (Alternative Transients 
Programme/ Electro- Magnetic 
Transients Program) 
Chƣơng trình nghiên cứu quá độ 
điện từ 
MLP (Multi Layer Perceptron) Mạng nơron MLP 
NCS Nghiên cứu sinh 
PC Máy tính cá nhân 
KTS Kỹ thuật số 
Mở đầu 
- vii - 
DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU 
Bảng 1.1. Thiết bị Nippon xác định vị trí sự cố trên đƣờng dây 220 kV Thái Nguyên - Hà 
Giang ................................................................................................................................... 13 
Bảng 3.1. Khả năng mô phỏng của ATP/EMTP ................................................................. 26 
Bảng 3.2. Một số phần tử sử dụng trong luận án ................................................................. 27 
Bảng 4.1. Kết quả chạy mô phỏng ứng với tần số khác nhau ............................................. 72 
Bảng 4.2. Kết quả thử nghiệm với một số dạng Wavelet khác nhau .................................. 73 
Bảng 4.3: Số lƣợng đặc tính tƣơng ứng với các ngƣỡng cắt ............................................... 78 
Bảng 4.4: Tổng hợp các kết quả sử dụng rơle khoảng cách thực tế (7SA522) và dùng mạng 
nơron MLP để giảm các sai số của rơle khoảng cách thực tế 7SA522 ............................... 91 
Bảng 4.5: Tổng hợp các kết quả sử dụng rơle khoảng cách ảo và dùng mạng nơron MLP để 
giảm các sai số của rơle khoảng cách ảo ............................................................................. 91 
Bảng 4.6: Tổng hợp các kết quả dùng mạng nơron MLP ƣớc lƣợng trực tiếp vị trí sự cố . 92 
Bảng 4.7: So sánh các kết quả sử dụng rơle khoảng cách (Rơle ảo và rơle thực tế) dùng 
mạng MLP để giảm các sai số về vị trí sự cố ...................................................................... 92 
Bảng 4.8: Tổng hợp các kết quả ƣớc lƣợng vị trí sự cố ...................................................... 92 
Bảng PL1.1. Thông số cột đƣờng dây 110kV Yên Bái - Khánh Hòa ............................... 108 
Mở đầu 
- viii - 
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ 
Hình 1.1: Sơ đồ minh họa sự cố trên đƣờng dây truyền tải sử dụng phƣơng pháp điện 
kháng đơn .............................................................................................................................. 9 
Hình 1.2: Minh họa phƣơng pháp TAKAGI trên mạch điện một pha hai nguồn ................ 10 
Hình 1.3: Sơ đồ minh họa phƣơng pháp sử dụng sóng lan truyền xác định vị trí sự cố ..... 12 
Hình 2.1: Sơ đồ khối tổng thể phƣơng pháp phân tích và xử lý tín hiệu đầu đƣờng dây để 
xác định vị trí sự cố, điện trở sự cố và dạng sự cố. ............................................................. 19 
Hình 2.2: Ý tƣởng mô hình hoạt động độc lập mạng MLP ................................................. 20 
Hình 2.3: Ý tƣởng mô hình hoạt động song song rơle với mạng MLP ............................... 21 
Hình 2.4: Quá trình tạo mẫu để xác định các thông số của các mô hình ............................. 22 
Hình 2.5: Sơ đồ khối ghép nối giữa các thiết bị trong hệ thống thử nghiệm hoạt động của 
rơle bằng thiết bị CMC-356 ................................................................................................. 23 
Hình 2.6: Ý tƣởng mô hình hoạt động các mạng MLP xác định vị trí sự cố, xác định dạng 
sự cố và ƣớc lƣợng điện trở sự cố ....................................................................................... 24 
Hình 3.1: Giao diện ATP-Draw ........................................................................................... 26 
Hình 3.2: Hợp bộ thí nghiệm thứ cấp 3 pha công suất lớn CMC-356................................. 27 
Hình 3.3: Giao diện phần mềm điều khiển Test Universe V2.30 ................. ... n and analysis in 
the behavioral sciences, PhD Thesis, Harvard University, Cambridge, MA, 1974. 
[85] A. Wiszniewski (1985) Fault location correction of errors due to current 
transformers, Developments in Power System Protection Proceedings, Conference 
Publ. No. 249, pp. 185–187, 1985. 
[86] Wright A, Christopoulos C (1993) Electrical Power System Protection, Chapman 
& Hall publications, London, 1993. 
[87] Jun-Zhe Yang, Chiu-Wen Liu (1938) Complete Elimination of DC Offset in 
Current Signals for Relaying Applications, Power Engineering Society Winter 
Meeting, 2000 IEEE, Volume 3, PP1933-PP1938. 
[88] Yuan Liao, Ning Kang (2009) Fault Location algorithms without utilizing line 
parameters based on distributed parameter line model, IEEE Transactions on 
Power Delivery, vol. 24, no. 2, pp. 579-584, Apr 2009. 
Tài liệu tham khảo 
- 105 - 
[89] I. Zamora, J.F. Minambres, A.J. Mazon, R. Alvarez-Isasi and J. Lazaro (1996) 
Fault location on two-terminal transmission lines based on voltages, IEE Proc. 
Gener. Transm. Distrib., vol. 143, pp. 1–6, No. 1, 1996. 
[90] Q. Zhang, Y. Zhang, W. Song, and D. Fang (1998) Transmission line fault 
location for single-phase-to-earth fault on non-direct-ground neutral system, IEEE 
Transactions on Power Delivery, Vol. 13, no.4, Oct. 1998. 
[91] Ziegler G (2006) Numerical Distance Protection, Principles and Applications, 
Siemens AG, Publicis MCD Verlag, Erlangen, 2006. 
[92] Karl Zimmerman, David Costello, “Impedance-based fault location experience”, 
Schweitzer Engineering Laboratories, Inc. Pullman, WA USA. 
[93] Zurada J. M (1992) Introduction to Artificial Neural Systems, PWS Publishing 
Company, 1992. 
[94] Fabrication and Testing, Communication Engineering, McGraw-Hill 
Professional, 2008. 
[95] Zhihong Chen and Jean-Claud Maun (2000) Artificial neural network approach to 
single-ended fault locator for transmission lines, Power Systems, IEEE 
Transactions on , vol.15, no.1, pp. 370-375, 2000. 
[96] W. Zhao, Y. H. Song, W. R. Chen (2001) Improved GPS travelling wave fault 
locator for power cables by using wavelet analysis, International Journal of 
Electrical Power & Energy Systems, Vol. 23, 5, June 2001, pp. 403 - 411. 
[97] S.H., Horowitz, A.G. Phadke (2008) Power System Relaying, 3rd edition, Wiley. 
[98] Kuncheva, L.I. (2004). Combining Pattern Classifiers: Methods and Algorithms, 
Wiley-Interscience, Hoboken, NJ. 
[99] Chow, C.K. (1965) Statistical independence and threshold functions, IEEE 
Transactions on Electronic Computers, 14(1), pp. 66–68. 
[100] Siwek K.; Osowski S. (2007) "Short Term Load Forecasting Model in the 
Power System Using Ensemble of Predictors," Instrumentation and Measurement 
Technology Conference Proceedings (IEEE-IMTC 2007), pp. 1 – 6. 
[101] Giacinto, G., Roli, F. and Fumera, G. (2000) Design of effective multiple 
classifier systems by clustering of classifiers, 15th International Conference on 
Pattern Recognition, Barcelona, Spain, Vol. 2, pp. 160–163. 
[102] J. A. C. B. Silva, K. M. Silva,W.L.A.Neves, B. A. Souza, F. B. Costa (2012) 
Sampling frequency influence at fault locations using algorithms based on artificial 
neural networks, 2012 Fourth World Congress on Nature and Biologically Inspired 
Computing (NaBIC). pp 15-19. 
[103] Ljupko Teklié, Božidar Filipovié-Greié (2013) Artificial neural network 
approach for locating faults in power transmission system, EuroCon 2013, 1-4 July 
2013, Zagreg, Croatia, pp 1425-1430. 
Tài liệu tham khảo 
- 106 - 
[104] Hagh, M.T; Razi, K; Taghizadeh, H (2007) Fault classification and location of 
power transmission lines using artificial neural network, Power Engineering 
Conference, 2007. IPEC 2007. International. 3-6 Dec. 2007. pp 1109-1114. 
[105] R.K. Aggarwal, S.L. Blond, P. Beaumont, G. Baber, F. Kawano, S. Miura 
(20120 High frequency fault location method for transmission lines based on 
artificial neural network and genetic algorithm using current signals only, 
Developments in Power Systems Protection, 2012. DPSP 2012. 11th International 
Conference on. 
[106] Anamika Jain, A.S.Thoke MIEEE, Ebha Koley and R. N. Patel MIEEE (2009) 
Fault classification and fault distance location of double circuit transmission lines 
for phase to phase faults using only one terminal data, Power Systems, 2009. ICPS 
'09. International Conference on, 27-29 Dec. 2009. 
[107] Joorabian, M (2000) Artificial neural network based fault locator for EHV 
transmission system, Electrotechnical Conference, 2000. MELECON 2000. 10th 
Mediterranean (Volume:3). 29-31 May 2000. pp 1003-1006. 
[108] Kapildev Lout, Raj K. Aggarwal (2012) A feedforward Artificial Neural 
Network approach to fault classification and location on a 132kV transmission line 
using current signals only, Universities Power Engineering Conference (UPEC), 
2012 4-7th International. 
[109] Xiangning Lin, Peng Mao , Hanli Weng, Bin Wang, Z Q Bo and A Klimek 
(2007) Study on Fault Location for High Voltage Overhead Transmission Lines 
Based on Neural Network System, Intelligent Systems Applications to Power 
Systems, 2007. ISAP 2007. International Conference on, 5-8 Nov. 2007. 
[110] Per Printz Madsen (1994) Neural Network for combining Linear and Non-
Linear modelling of Dynamic Systems, Neural Networks, 1994. IEEE World 
Congress on Computational Intelligence, 1994 IEEE International Conference on 
(Volume:7 ), pp 4541-4546. 
[111] S. Sajedi, F. Khalifeh, Z. Khalifeh, T. Karimi (2011) Application Of Wavelet 
Transform For Identification Of Fault Location On Transmission Lines, Australian 
Journal of Basic and Applied Sciences, 5(12): 1428-1432, 2011. 
Danh mục các công trình đã công bố của luận án 
- 107 - 
DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ 
CỦA LUẬN ÁN 
1. Trƣơng Tuấn Anh, Trần Hoài Linh (2011) Ứng dụng mạng nơron trong nhận dạng 
sự cố trên đường dây dài truyền tải. Tạp chí Khoa học & Công nghệ các trƣờng Đại 
học Kỹ thuật, số 81, trang 42-46, Hà Nội. 
2. Trần Hoài Linh, Trƣơng Tuấn Anh (2011) Ứng dụng wavelet daubechies trong phát 
hiện thời điểm sự cố ngắn mạch trên đường dây dài. Hội nghị toàn quốc về Điều 
khiển và Tự động hoá VCCA-2011, Trang 393-398, Hà Nội. 
3. Tran Hoai Linh, Truong Tuan Anh, David Cartes (2012) Detection of Two-Phase 
Shortage Fault Event on Transmission Line by Using Daubechies wavelets. 
International Symposium on Technology for Sustainability, November 21–24, 
2012, Swissôtel Le Concorde, Bangkok, Thailand, pp 164-167. 
4. Truong Tuan Anh, Tran Hoai Linh, Pham Hong Thinh (2013) Two-Phase short - 
circuit fault detections for transmission line by using artificial Neural Networks. 
Tạp chí Khoa học & Công nghệ các trƣờng Đại học Kỹ thuật, (đã nhận đăng), Hà 
Nội. 
5. Trƣơng Tuấn Anh, Trần Hoài Linh, Đinh Văn Nhƣợng (2013) Phối hợp mạng 
nơron và phương pháp tổng trở để xác định vị trí sự cố ngắn mạch trên đường dây 
tải điện. Hội nghị toàn quốc về Điều khiển và Tự động hoá VCCA-2013, Trang 
663-669, Đà Nẵng. 
Phụ lục 
- 108 - 
PHỤ LỤC 
Phụ lục 1. Thông số đƣờng dây 110kV Yên Bái - Khánh Hòa 
 Điện áp đầu nguồn: Uđm = 225kV 
 Thông số máy biến áp tự ngẫu: 
- Công suất định mức Sđm = 125/125/25 MVA. 
- Điện áp định mức Uđm = 225/115/23 kV. 
- Sơ đồ đấu dây: Y0 TN/Δ-11 
- Điện áp ngắn mạch: UNC-T = 10,7%; UNC-H = 33,8%; UNT-H = 19,9%. 
- Tổn thất công suất không tải ở Uđm: ΔP0 = 38kW. 
- Dòng điện không tải ở Uđm: I0 = 0,03%.Iđm 
- Tổn thất khi đầy tải ΔPNC-H = 297kW. 
 Chiều dài đƣờng dây: l = 118,5km 
 Tiết diện dây dẫn: AC - 185/29 
- Điện trở đơn vị: r0 = 0,162 (/km) 
- Bán kính phần lõi thép: 0,345 (cm) 
- Bán kính phần nhôm: 0,94 (cm) 
 Thông số tải 3 pha: U = 110kV, Stải = 99,1 (MVA); cos = 0,85 
 Dây chống sét C50: 
- Điện trở đơn vị: r0 = 0,225 (/km). 
- Bán kính phần lõi Thép: 0,115 (cm). 
- Bán kính dây dẫn: 0,46 (cm). 
 Thông số cột: 
Bảng PL1.1. Thông số cột đường dây 110kV Yên Bái - Khánh Hòa 
STT Pha 
Pha - Cột 
(m) 
Pha - Đất (m) Độ võng Pha - Đất (m) 
1 A 2,5 23 22 
2 B 2,5 18,5 17,5 
3 C 2,5 14 13 
0 Chống sét 0 26 25 
Phụ lục 
- 109 - 
Phụ lục 2. Phiếu chỉnh định Rơle và thiết bị tự động đƣờng dây 
110kV Yên Bái - Khánh Hòa 
Hình bìa của phiếu chỉnh định Rơle và thiết bị tự động, hình PL2.1): 
Hình PL2.1: Phiếu chỉnh định Rơle và thiết bị tự động 
Một số thông số cài đặt cho rơle 7SA522 cho đƣờng dây 110kV Yên Bái - Khánh 
Hòa đƣợc thiết lập nhƣ sau: 
- 0201 CT Starpoint towards Line 
- 0203 Rated Primary Voltage 115.0 kV 
- 0204 Rated Secondary Voltage (L-L) 110V 
- 0205 CT Rated Primary Current 800 A 
- 0206 CT Rated Secondary Current 1 A 
- 1110 Line Reactance per length unit 0.3160 (/km) 
- 1111 Line length 118.5 km 
- 1201 21 Distance protection is: on 
- 1301 Operating mode Z1 Forward 
Phụ lục 
- 110 - 
- 1302 R(Z1), Resistance for ph-ph-faults 10.0  
- 1303 X(Z1), Reactance 13.3  
- 1304 RG(Z1), Resistance for ph-gnd-faults 19.0  
- 1305 T1-1phase, delay for single phase faults 0.00 sec 
- 1306 T1multi-ph, delay for multi phase faults 0.00 sec 
- 1311 Operating mode Z2 Forward 
- 1312 R(Z2), Resistance for ph-ph-faults 48.0  
- 1313 X(Z2), Reactance 45.0  
- 1314 RG(Z2), Resistance for ph-gnd-faults 80.0  
- 1315 T2-1phase, delay for single phase faults 1.00 sec 
- 1316 T2multi-ph, delay for multi phase faults 1.00 sec 
- 1321 Operating mode Z3 Forward 
- 1322 R(Z3), Resistance for ph-ph-faults 60.0  
- 1323 X(Z3), Reactance 60.0  
- 1324 RG(Z3), Resistance for ph-gnd-faults 100.0  
- 1325 T3, delay 3.00 sec 
- 1331 Operating mode Z4 Inactive 
- 1341 Operating mode Z5 Inactive 
- 1351 Operating mode Z1B (overrreach zone) Forward 
- 1352 R(Z1B), Resistance for ph-ph-faults 48.0  
- 1353 X(Z1B), Reactance 45.0  
- 1354 RG(Z1B), Resistance for ph-gnd-faults 80.0  
- 1355 T1B-1phase, delay for single phase faults 0.00 sec 
- 1356 T1Bmulti-ph, delay for multi phase faults 0.00 sec 
Phụ lục 
- 111 - 
Phụ lục 3. Thông số cài đặt trong mô hình ATP/EMTP 
 Nguồn điện 3 pha: Sources/ AC-3ph. type 14: 
­ Điện áp nguồn điện 115kV: Điện áp nhập cho mô hình: 
225 2
183,712 ( )
3
U kV

 = 183712 (V) 
­ Tần số: 50 Hz 
Hình PL3.1: Nhập thông số cho nguồn điện trong ATP/EMTP 
­ Tổng trở sóng: ZC = 300 (Ω) 
­ Điện cảm nguồn tƣơng đƣơng phía 110kV: 
­ Điện cảm thứ tự thuận: 
(3) 2500NI (A) 
 (3)
1
/ 3hd
N
U
I
X
 (kA) 
Phụ lục 
- 112 - 
 1 (3)
/ 3 115 / 3
0,026558
2500
hd
N
U
X
I
 (kΩ) 
 511
0,026558
8,45796 10
2 2 2,14 50
X
L
f 
 
   
 (kH) 
 = 84,5796 (mH) 
­ Điện cảm thứ tự không: 
(1) 2200NI (A) 
­ (1)
1 2 0
3 / 3hd
N
U
I
X X X

 (kA) 
 0 1(1)
3 / 3 3 115 / 3
2 2 0,026558
2200
 0,03742
hd
N
U
X X
I
 
  
 (kΩ) 
 400
0,03742
1,195 10
2 2 2,14 50
X
L
f 
 
   
 (kH) 
 = 119,523 (mH) 
Hình PL3.2: Nhập thông số cho điện cảm nguồn điện trong ATP/EMTP 
 Máy biến áp tự ngẫu 3 pha: 
Các thông số cho trƣớc: 
C L TV 225 kV; V 115 kV; V 23 kV 
Z 10,7 %; Z 33,8 %; Z 19,9 %;HL HT LT 
Tính toán cho mô hình máy biến áp tự ngẫu BCTRAN: 
2 2
* 22510,7% 44,768%
225 115
H
HL HL
H L
V
Z Z
V V
  
 
*Z Z 19,9%LT LT 
Phụ lục 
- 113 - 
*
2
2
( )
225 115 225 115
 = 33,8% 10,7% 19,9%
225 115 225 115(225 115)
 = 72,279% 21,886% 20,8% 73,36%
H L H L
HT HT HL LT
H L H LH L
V V V V
Z Z Z Z
V V V VV V


   

   
 Thiết bị đo dòng điện 3 pha (Probe Current) và điện áp 3 pha (Probe Volt): 
Hình PL3.3: Thiết lập thiết bị đo dòng và áp 3 pha trong ATP/EMTP 
 Thiết bị tách mạch 3 pha (Splitter 3 phase). 
Phụ lục 
- 114 - 
 Thiết bị chuyển mạch có điều khiển theo thời gian (Switch time controlled): 
­ T-cl = 0,04 (s): Thời gian bắt đầu đóng của thiết bị chuyển mạch tạo trƣờng 
hợp ngắn mạch 1 pha (pha A nối với đất). 
­ T-op = 0,2 (s): Thời gian bắt đầu mở của thiết bị chuyển mạch. 
Hình PL3.4: Thiết lập thông số thiết bị chuyển mạch trong ATP/EMTP 
 Đƣờng dây trên không mô tả theo mô hình đƣờng dây LCC: 
Trong luận án sẽ sử dụng mô hình PI để mô phỏng đƣờng dây. Bên cạnh đó một 
chức năng khá hữu ích của ATP/EMTP là đƣờng dây có thể đƣợc mô tả thông qua các dữ 
liệu hình học và vật liệu của đƣờng dây chứ không cần phải tự tính toán trƣớc các thông số. 
Khai báo trong Model: 
­ Đƣờng dây trên không 3 pha (Overhead Line 3 ph). 
­ Hiệu ứng mặt ngoài (Skin effect). 
­ Mô hình thông số dải (Model - PI). 
­ Điện trở suất của đất (Rho = 100 *m). 
­ Tấn số (Freg. init = 0.01 Hz). 
­ Chiều dài đƣờng dây (km): tùy theo chế độ mô phỏng, nếu chiều dài đƣờng 
dây là l, thì chiều dài từ đầu đƣờng dây đến vị trí sự cố là x thì đoạn đƣờng 
dây còn lại sẽ là l-x. 
Phụ lục 
- 115 - 
Hình PL3.5: Thiết lập thông số cho mô hình đường dây LCC trong ATP/EMTP 
Khai báo các thông số đƣờng dây trong menu Data của LCC: 
Hình PL3.6: Thiết lập dữ liệu đường dây LCC trong ATP/EMTP 
­ Thứ tự pha: pha A (1), pha B(2), pha C(3), dây chống sét (0) 
­ Thông số của các pha: bán kính phần lõi dây dẫn (Rin), bán kính dây dẫn 
(Rout), điện trở trên một đơn vị chiều dài dây dẫn (Resis), khoảng cách từ 
các dây dẫn đến cột (Horiz), khoảng cách từ các dây dẫn đến đất (Vtower), 
khoảng cách từ điểm thấp nhất giữa hai khoảng cột của các dây dẫn đến đất 
(Vmid). Các thông số kết cấu cột cho trong Phụ lục 1. 
 Thông số tải của đƣờng dây: điện áp dây U = 110 kV; Công suất tải 3 pha Stải = 
99,1 (MVA); hệ số công suất cos = 0,85. 
Phụ lục 
- 116 - 
­ Phụ tải ở chế độ làm việc lớn nhất: Smax = 99,1 (MVA): 
 1 ax cos / 3 99,1 0,85 / 3 28,08 phaP S   m (MW) 
1 28,08
0,3
cos 110 0,85
phaP
I
U 

 (kA) 
110
366,667
0,3
U
Z
I
 (Ω) 
 cos =366,667 0,85=311,667R Z   (Ω) 
 sin =366,667 0,5267=193,154X Z   (Ω) 
193,154
0,615
2 2 3,14 50
X
L
f 
 
 (H) = 615 (mH) 
Hình PL3.7: Thiết lập dữ liệu cho mô hình tải Smax trong ATP/EMTP 
­ Phụ tải ở chế độ làm việc: S50% = 50%Smax: 
 1 cos / 3 49,55 0,85 / 3 14,0392 phaP S   50% (MW) 
1 14,0392
0,15
cos 110 0,85
phaP
I
U 

 (kA) 
110
733,333
0,15
U
Z
I
 (Ω) 
 cos =733,333 0,85=623,333R Z   (Ω) 
 sin =733,333 0,5267=386,246X Z   (Ω) 
386,246
1,23
2 2 3,14 50
X
L
f 
 
 (H) = 1230,08 (mH) 
Phụ lục 
- 117 - 
Hình PL3.8: Thiết lập dữ liệu cho mô hình tải S50% trong ATP/EMTP 
­ Phụ tải ở chế độ làm việc: S30% = 30%Smax: 
 1 cos / 3 29,73 0,85 / 3 8,4235 phaP S   30% (MW) 
1 8,4235
0,09
cos 110 0,85
phaP
I
U 

 (kA) 
110
1222,222
0,09
U
Z
I
 (Ω) 
 cos =1222,222 0,85=1038,889R Z   (Ω) 
 sin =1222,222 0,5267=643,744X Z   (Ω) 
643,744
2,05
2 2 3,14 50
X
L
f 
 
 (H) = 2050,14 (mH) 
Hình PL3.9: Thiết lập dữ liệu cho mô hình tải S30% trong ATP/EMTP 
Phụ lục 
- 118 - 
 Điện trở sự cố, thực hiện mô phỏng với các trƣờng hợp: 
­ Ngắn mạch trực tiếp: Rsc = 0 () 
­ Ngắn mạch qua điện trở ngắn mạch: Rsc = 1, 2, 3, 4, 5 () 
Hình PL3.10: Thiết lập dữ liệu cho mô hình điện trở sự cố trong ATP/EMTP