Bài thuyết trình Bảo vệ rơle và tự động hóa - Chương 7: Phương pháp truyền phát tín hiệu và ngắt từ xa - Cao Sỹ Kỳ

 
P
o
w
e
r 
S
y
s
te
m
s
5. Yêu cầu thực hiện
Protection: Signalling and Intertripping
- Thời gian vận hành chuẩn nằm trong khoảng 5 - 40 
(ms) phụ thuộc vào chế độ vận hành của hệ thống điều 
khiển bảo vệ từ xa
- Nên vận hành ở điều kiện an toàn và đáng tin cậy
+ Mức độ an toàn được đánh giá bởi xác suất của 
một lệnh không mong muốn xảy ra
+ Mức độ đáng tin cậy được đánh giá bởi xác suất 
của một lệnh bị mất
- Tốc độ vận hành nhanh là yêu cầu tiên quyết của 
hầu hết các hệ thống tín hiệu.
page 14/32
©
D
e
p
a
rt
m
e
n
t 
o
f 
P
o
w
e
r 
S
y
s
te
m
s
5. Yêu cầu thực hiện
Protection: Signalling and Intertripping
1. Ngắt trực tiếp
- Phương pháp này cần độ an toàn cực cao bởi có thể 
gặp tín hiệu nhiễu lớn bất cứ khi nào 
2. Ngắt cho phép 
- Sau khi truyền một lệnh nên reset để có được độ tin cậy 
cao để tránh những vận hành ẩn không thấy được trong 
quá trình thay đổi dòng điện
3. Phương pháp chặn 
- Ở phương pháp này có thể chỉ cần độ an toàn thấp 
nhưng độ tin cậy cần phải cao bởi khi một lệnh chặn 
bị mất sẽ không chặn được quá trình ngắt sai của sự 
cố bên ngoài vùng bảo vệ
page 15/32
©
D
e
p
a
rt
m
e
n
t 
o
f 
P
o
w
e
r 
S
y
s
te
m
s
5. Yêu cầu thực hiện
Protection: Signalling and Intertripping
page 16/32
©
D
e
p
a
rt
m
e
n
t 
o
f 
P
o
w
e
r 
S
y
s
te
m
s
6. Môi trường truyền tín hiệu và nhiễu
Protection: Signalling and Intertripping
1. Dây dẫn phụ hoặc cáp thông tin
- Dây dẫn phụ hoặc cáp thông tin điện lực thường được đặt 
cùng rãnh với cáp cao áp hoặc trong rãnh cáp riêng hay bằng 
dây trần trên cột nên sinh ra sức điện động cảm ứng
- Để hạn chế điện áp cảm ứng dùng các van chống quá 
điện áp để nối tắt các dây dẫn phụ trong trường hợp điện 
áp tăng cao (khi xuất hiện quá trình quá độ)
page 17/32
©
D
e
p
a
rt
m
e
n
t 
o
f 
P
o
w
e
r 
S
y
s
te
m
s
6. Môi trường truyền tín hiệu và nhiễu
Protection: Signalling and Intertripping
- Dây dẫn phụ và cáp thông tin dùng cho bảo vệ được 
dung cho các hệ thống điện tập trung, khoảng cách giữa 
các đầu phát và thu tín hiệu không lớn
- Dây dẫn phụ và cáp thông tin làm việc với tín hiệu 
truyền dẫn từ một chiều đến tín hiệu xoay chiều 200Hz, 
với bán kính 11km, thích hợp với bảo vệ so lệch
- Khi đó các thiết bị thứ cấp phải chịu đựng nổi điện áp 
cảm ứng khi có sét đánh hoặc khi đóng cắt bên phía sơ 
cấp của hệ thống điện
page 18/32
©
D
e
p
a
rt
m
e
n
t 
o
f 
P
o
w
e
r 
S
y
s
te
m
s
6. Môi trường truyền tín hiệu và nhiễu
Protection: Signalling and Intertripping
2. Các kênh tải ba (PLC)
- Sử dụng dây dẫn của chính đường dây tải điện để truyền 
tín hiệu cao tần dùng cho bảo vệ và thông tin liên lạc
- Ưu điểm là dây dẫn chắc chắn hơn, tổn hao trong truyền 
tín hiệu sẽ thấp hơn, kênh truyền hoàn toàn nằm dưới 
quy ền kiểm soát của công ty điện lực
page 19/32
©
D
e
p
a
rt
m
e
n
t 
o
f 
P
o
w
e
r 
S
y
s
te
m
s
6. Môi trường truyền tín hiệu và nhiễu
Protection: Signalling and Intertripping
- Sơ đồ hai pha tuy có tốn kém hơn so với sơ đồ pha - đất,
nhưng mức tổn hao khi truyền tín hiệu sẽ thấp hơn và 
không bị phụ thuộc vào điện trở đất cũng như nối đất vì
vậy được dùng rộng rãi
- Tổn hao tín hiệu trên đường dây ít phụ thuộc vào 
mưa ẩm
- Công suất đầu ra của thiết bị phát cao tần thường từ
2 ÷ 100W tuỳ từng tương quan giữa tín hiệu – nhiễu
page 20/32
©
D
e
p
a
rt
m
e
n
t 
o
f 
P
o
w
e
r 
S
y
s
te
m
s
6. Môi trường truyền tín hiệu và nhiễu
Protection: Signalling and Intertripping
- Khi có sét đánh vào đường dây hoặc đường dây bị sự cố 
hay thao tác đóng cắt, có thể gây nhiễu mạnh đến kênh 
thông tin có thể làm cho thiết bị thu cao tần bị quá tải vì 
vậy các thiết bị thuộc hệ thống ngắt liên động phải được 
chỉnh định để không xảy ra tác động nhầm
- Mức độ tắt dần của tín hiệu cao tần truyền qua kênh dẫn 
phụ thuộc vào loại sự cố, tuy nhiên thường chọn trong 
giới hạn giữa 20 đến 30dB
page 21/32
©
D
e
p
a
rt
m
e
n
t 
o
f 
P
o
w
e
r 
S
y
s
te
m
s
6. Môi trường truyền tín hiệu và nhiễu
Protection: Signalling and Intertripping
3. Các kênh vô tuyến vi ba
- Các kênh vi ba cho phép truyền tín hiệu trong một dải khá 
rộng và sử dụng các modem với năng lực truyền rất lớn
- Tín hiệu bảo vệ và điều khiển có thể truyền nối tiếp với độ 
dài đủ lớn và độ mã hoá phức tạp để đảm bảo độ tin cậy 
của truyền tin nhưng vẫn giữ được tốc độ truyền rất cao
- Các thiết bị vi ba làm việc với tần số từ 0,2 ÷ 10GHz vì 
nó làm việc có định hướng và dải tần số đã được định 
trước nên ít bị nhiễu, cho phép sử dụng đồng thời nhiều 
kênh thông tin và mở rộng dải tần số của tín hiệu truyền 
để dùng cho cả mục đích thông tin (thoại) lẫn truyền dữ 
liệu
page 22/32
©
D
e
p
a
rt
m
e
n
t 
o
f 
P
o
w
e
r 
S
y
s
te
m
s
6. Môi trường truyền tín hiệu và nhiễu
Protection: Signalling and Intertripping
- Mức độ tắt dần của tín hiệu vi ba không phụ thuộc sự cố
trên đường dây tải điện nhưng bị ảnh hưởng của nhiễu vô 
tuyến, nhiễu này thường do bản thân các thiết bị vô tuyến 
gây nên
- Chiều cao của các cột ăng ten vi ba được hạn chế để
ảnh hưởng của gió bão và thay đổi nhiệt không tác động 
nhiều đến sự làm việc của ăng ten
page 23/32
©
D
e
p
a
rt
m
e
n
t 
o
f 
P
o
w
e
r 
S
y
s
te
m
s
6. Môi trường truyền tín hiệu và nhiễu
Protection: Signalling and Intertripping
4. Cáp quang
- Cáp quang là những sợi thuỷ tinh nhỏ có khả năng truyền 
ánh sáng đi xa, có khả năng truyền dẫn lượng thông tin 
khổng lồ và khả năng kháng nhiễu rất tốt
page 24/32
©
D
e
p
a
rt
m
e
n
t 
o
f 
P
o
w
e
r 
S
y
s
te
m
s
6. Môi trường truyền tín hiệu và nhiễu
Protection: Signalling and Intertripping
- Trong hệ thống điện cáp quang thường được chế tạo kết
hợp bên trong dây nhôm lõi thép để làm nhiệm vụ chống sét 
trên các đường dây tải điện
- Thiết bị để mã hoá và giải mã thường được sử dụng có 
tần số tương ứng với bước sóng 850, 1300, 1550 nanomet 
- Với các kênh truyền tín hiệu quang ở tần số hàng trăm
MHz khoảng cách truyền hàng chục km, khi khoảng cách 
lớn hơn cần có những trạm lặp trung gian
- Hiện nay cáp quang được chế tạo kết hợp với cáp lực để 
giảm giá thành và tăng tính bền vững, an toàn của tuyến 
cáp quang
page 25/32
©
D
e
p
a
rt
m
e
n
t 
o
f 
P
o
w
e
r 
S
y
s
te
m
s
7. Phương pháp phát tín hiệu
Protection: Signalling and Intertripping
 Có rất nhiều phương pháp khác nhau được sử 
dụng trong truyền phát tín hiệu bảo vệ:
- Tín hiệu điện áp DC và DC đảo áp
- Những tín hiệu âm tại tần số cao và tần số nói
- Điều chế tần số tín hiệu âm liên quan đến 2 
hay nhiều tông tại tần số cao và tần số giọng nói
 Người ta quy định một băng thông/ kênh truyền 
sóng 4KHz thường được gọi là kênh truyền sóng 
tần số giọng nói (vf). Tần số giọng nói còn được 
chọn làm tần số chuẩn hóa của truyền thông.
page 26/32
©
D
e
p
a
rt
m
e
n
t 
o
f 
P
o
w
e
r 
S
y
s
te
m
s
7. Phương pháp phát tín hiệu
Protection: Signalling and Intertripping
page 27/32
©
D
e
p
a
rt
m
e
n
t 
o
f 
P
o
w
e
r 
S
y
s
te
m
s
7. Phương pháp phát tín hiệu
Protection: Signalling and Intertripping
1. Tín hiệu điện áp DC
- Một tín hiệu điện áp DC hay tín hiệu điện áp DC 
đảo chiều có thể được sử dụng để khảo sát những 
tín hiệu giữa những điểm rơle bảo vệ trong một hệ 
thống điện
- Tuy nhiên, nó chỉ phù hợp cho những dây dẫn phụ và 
cáp thông tin chỉ cần tốc độ truyền tín hiệu thấp đã có 
sẵn sự an toàn
page 28/32
©
D
e
p
a
rt
m
e
n
t 
o
f 
P
o
w
e
r 
S
y
s
te
m
s
7. Phương pháp phát tín hiệu
Protection: Signalling and Intertripping
2. Tín hiệu âm
- Những tín hiệu âm tần số cao có thể được sử 
dụng thành công trong việc chặn các lênh ngắt trên 
đường dây điện
- Một lệnh chặn có thể gửi từ một đầu tới đồng thời 
tất cả các đầu khác qua kênh truyền tải ba
- Những tín hiệu tần số âm có thể được sử dụng 
cho các lệnh chặn, ngắt cho phép, ngắt trực tiếp 
trong tất cả các môi trường truyền tải, nhưng hoạt 
động ở mức tín hiệu thấp thì sẽ cho độ an toàn 
không được cao
page 29/32
©
D
e
p
a
rt
m
e
n
t 
o
f 
P
o
w
e
r 
S
y
s
te
m
s
7. Phương pháp phát tín hiệu
Protection: Signalling and Intertripping
3. Điều chế tần số tín hiệu âm 
(Frequency Shift Keyed Signals)
- Điều chế tần số tín hiệu âm tần số cao có thể sử dụng 
trên đường dây truyền tải điện để cho một vận hành 
trong thời gian ngắn (15 ms cho chặn và ngắt cho phép, 
20 ms cho ngắt trực tiếp)
- Yêu cầu về bảo mật có thể đạt được bằng cách sử 
dụng băng thông rộng phát hiện tiếng ồn để giám sát 
các tín hiệu hoạt động thực tế của thiết bị
- Kỹ thuật điều chế tần số có thể làm cho vận hành 
được tốt hơn, bởi vì nó loại bỏ các thành phần tín 
hiệu nhiễu
page 30/32
©
D
e
p
a
rt
m
e
n
t 
o
f 
P
o
w
e
r 
S
y
s
te
m
s
7. Phương pháp phát tín hiệu
Protection: Signalling and Intertripping
- Các tín hiệu bảo vệ vận hành bao gồm một chuỗi 
mã âm với giọng nói, 3 tông, hoặc một mã nhiều bit 
sử dụng 2 tông rời rạc cho những bit liên tiếp, hoặc 
sự thay đổi tần số
- Sử dụng các mã phức tạp sẽ tăng độ bảo mật cho 
vận hành truyền phát tín hiệu
- Công suất tiếng ồn tỉ lệ trực tiếp với băng thông, 
băng thông lớn sẽ làm gian tăng công suất ồn vào 
detector, làm cho vận hành khó hơn vì có sự hiện 
diện có tiếng ồn, dẫn đến khó để đạt được vừa độ tin 
cậy cao vừa bảo mật cao
page 31/32
©
D
e
p
a
rt
m
e
n
t 
o
f 
P
o
w
e
r 
S
y
s
te
m
s
TÀI LIỆU THAM KHẢO
Protection: Signalling and Intertripping
Giáo trình Bảo vệ trong hệ thống điện 
- ThS. Nguyễn Văn Đạt
- TS. Nguyễn Đăng Toản
page 32/32
©
D
e
p
a
rt
m
e
n
t 
o
f 
P
o
w
e
r 
S
y
s
te
m
s
THE END
Thank you for your attention!
Protection: Signalling and Intertripping