Bài thuyết trình Phương pháp tín hiệu (Signaling) và ngắt có điều khiển (Intertripping) - Cao Sỹ Kỳ

có liên quan- Đối với những phương án EHV (extremely high voltage) cần phải được bảo vệ với độ tin cậy cao, ngắt từ xa sẽ hỗ trợ bảo vệ ngắt lại trong trường hợp ngắt thất bại4. Ngắt từ xa (Intertripping)Protection: Signalling and Intertripping1. Ngắt trực tiếp (Direct Tripping)- Trong ứng dụng của ngắt trực tiếp, tín hiệu ngắt có điều khiển được gửi trực tiếp đến rơle ngắt tổng, lệnh phản hồi sẽ làm cho CB vận hành- Tín hiệu ngắt trực tiếp phải đáng tin cậy và an toàn bởi vì bất cứ tín hiệu nào được nhận tại đầu nhận sẽ ngắt mạch điện ở đó- Khi thiết kế hệ thống ở phương pháp này phải đặc biệt chú ý đến hiện tượng ngắt giả. Bởi vì hiện tượng ngắt giả xảy ra, dẫn đến sự cách ly không cần thiết các thiết bị của hệ thống4. Ngắt từ xa (Intertripping)Protection: Signalling and Intertripping2. Ngắt cho phép (Permissive Tripping)- Lệnh ngắt cho phép luôn được quan sát bởi một rơle bảo vệ. CB sẽ ngắt chỉ khi nhận được tín hiệu phản hồi khớp với vận hành bảo vệ của rơle bảo vệ chính- Yêu cầu về độ tin cậy và an toàn của kênh giao tiếp không cần thiết như ngắt trực tiếp- Mục đích của phương pháp này giúp tăng tốc độ ngắt cho các lỗi xảy ra trong vùng bảo vệ4. Ngắt từ xa (Intertripping)Protection: Signalling and Intertripping3. Phương pháp chặn (Blocking Scheme)- Lệnh chặn sẽ được bắt đầu bởi một thiết bị bảo vệ khi nó phát hiện sự cố bên ngoài vùng được bảo vệ- Khi phát hiện một sự cố bên ngoài vùng bảo vệ tại đầu của một mạch bảo vệ thì một tín hiệu chặn sẽ được gửi đến đầu điều khiển. Tại đầu điều khiển nhận được tín hiệu đó sẽ ngăn đầu điều khiển vận hành bảo vệ từ sự cố bên ngoài vùng bảo vệ4. Ngắt từ xa (Intertripping)Protection: Signalling and Intertripping5. Yêu cầu thực hiệnProtection: Signalling and Intertripping Tổng thời gian xử lý sự cố bao gồm:- Thời gian truyền phát tín hiệu- Thời gian rơle bảo vệ vận hành- Thời gian vận hành ngắt của rơle- Thời gian vận hành của CB Tổng thời gian phải nhỏ hơn thời gian lớn nhất mà một sự cố vẫn còn trên hệ thống mà gây ra ít tổn hại nhất, gây ra sự mất ổn định của hệ thống5. Yêu cầu thực hiệnProtection: 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.5. Yêu cầu thực hiệnProtection: Signalling and Intertripping1. 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 điện3. 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 vệ5. Yêu cầu thực hiệnProtection: Signalling and Intertripping6. Môi trường truyền tín hiệu và nhiễuProtection: Signalling and Intertripping1. 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)6. Môi trường truyền tín hiệu và nhiễuProtection: 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 điện6. Môi trường truyền tín hiệu và nhiễuProtection: Signalling and Intertripping2. 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 lực6. Môi trường truyền tín hiệu và nhiễuProtection: 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 – nhiễu6. Môi trường truyền tín hiệu và nhiễuProtection: 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 30dB6. Môi trường truyền tín hiệu và nhiễuProtection: Signalling and Intertripping3. 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 liệu6. Môi trường truyền tín hiệu và nhiễuProtection: 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 ten6. Môi trường truyền tín hiệu và nhiễuProtection: Signalling and Intertripping4. 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 tốt6. Môi trường truyền tín hiệu và nhiễuProtection: 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 quang7. Phương pháp phát tín hiệuProtection: 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.7. Phương pháp phát tín hiệuProtection: Signalling and Intertripping7. Phương pháp phát tín hiệuProtection: Signalling and Intertripping1. 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 toàn7. Phương pháp phát tín hiệuProtection: Signalling and Intertripping2. 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 cao7. Phương pháp phát tín hiệuProtection: Signalling and Intertripping3. 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 nhiễu7. Phương pháp phát tín hiệuProtection: 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 caoTÀI LIỆU THAM KHẢOProtection: Signalling and IntertrippingGiáo trình Bảo vệ trong hệ thống điện - ThS. Nguyễn Văn Đạt - TS. Nguyễn Đăng ToảnTHE ENDThank you for your attention!Protection: Signalling and Intertripping